Sumário

INTRODUÇÃO A TÉCNICA DE SOLDAGEM 4SOLDAGEM 4PROCESSOS DE SOLDAGEM 4TERMINOLOGIAS DA SOLDAGEM 4TERMINOLOGIA 5SOLDAGEM NA MICRO ELETRÔNICA 7PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO 7SISTEMA DE CONFECÇÃO MANUAL DO DIAGRAMA 7SISTEMA DE CONFECÇÃO INDUSTRIAL 8MATERIAIS UTILIZADOS 8FERRAMENTAS NECESSÁRIAS 13NOMENCLATURA 14CIRCUITO IMPRESSO 14PISTA OU TRILHA 15EDITOR DE LAYOUT DE PLACA EAGLE 16INSTALAÇÃO 16ABRINDO O PROGRAMA 19BARRA DE FERRAMENTAS E BIBLIOTECA 22ADICIONANDO COMPONENTES À ÁREA DE TRABALHO 25FONTES DE ALIMENTAÇÃO – INSERINDO COMPONENTES 27FONTE DE ALIMENTAÇÃO – INSERINDO COMPONENTES 32FONTE DE ALIMENTAÇÃO – GERANDO LAYOUT 35FUROS DE FIXAÇÃO 42IMPRESSÃO DO CIRCUITO 44

INTRODUÇÃO A TÉCNICA DE SOLDAGEM

SOLDAGEM

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A soldagem ou soldadura é um processo que visa a união localizada de materiais, similares ou não, de forma permanente, baseada na ação de forças em escala atômica semelhantes às existentes no interior do material e é a forma mais importante de união permanente de peças usada industrialmente ou na eletroeletrônica. Existem basicamente dois grandes grupos de processos de soldagem. O primeiro se baseia no uso de calor, aquecimento e fusão parcial das partes a serem unidas, denominado "processos de soldagem por fusão". O segundo se baseia na deformação localizada das partes a serem unidas, que pode ser auxiliada pelo aquecimento dessas até uma temperatura inferior à temperatura de fusão, conhecido como "processos de soldagem por pressão" ou "processos de soldagem no estado sólido".

PROCESSOS DE SOLDAGEM

Atualmente são usados mais de 50 processos diferentes de soldagem nos mais diversos tipos de indústria, desde a microeletrônica e ourivesaria até a construção de navios e grandes estruturas, passando pela fabricação de máquinas e equipamentos, veículos e aviões e muitas outras. Cerca de 70% do PIB de um país está relacionado de alguma forma à soldagem. A solda deve propiciar forte aderência mecânica, e no caso de soldas em equipamentos elétricos ou eletrônicos deve permitir a mínima resistência elétrica. O processo envolve muitos fenômenos metalúrgicos como, por exemplo, fusão, solidificação, transformações no estado sólido, deformações causadas pelo calor e tensões de contração, que podem causar muitos problemas práticos. Estes podem ser evitados ou resolvidos aplicando-se princípios metalúrgicos apropriados ao processo de soldagem.Com a evolução do crescimento industrial e ampliação de tecnologia existente os processos de soldagem se multiplicaram e hoje existem mais de 50 tipos de processos diferentes de soldagem. O gráfico abaixo demostra as mais diversas vertentes da soldagem nas mais diversas áreas.

TERMINOLOGIAS DA SOLDAGEM

A terminilogia utilizada nos processos de soldagem variam desde as características do material utilizado, até aos objetos que deveram ser juntados. A seguir algumas terminologias:

Soldagem por fusão, um material adicional é fornecido para a formação da solda. Quando este não é fornecido, a solda é chamada de autógena (comum em soldagem a laser). Quando se predende unir dois materiais, chamamos de junta a região de união entre as duas partes.

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Terminologia

TIPO DE JUNTA

O tipo de chanfro a ser usado em uma condição específica é escolhida em função do processode soldagem, espessura das peças, suas dimensões e a facilidade de movê-las, facilidade de acesso à região da junta, tipo de junta, custo de preparação do chanfro, etc. Em soldagem a laser o chanfro tipo I é bastante comum e todos os tipos de juntas já foram trabalhados a laser.

TIPO DE CHANFRO

JUNTAS DO TOPO

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JUNTAS DE CANTO

JUNTA DE ARESTAS

JUNTAS SOBREPOSTAS

JUNTA DE ANGULOS

DIMENSÕES E REGIÕES DA SOLDA TOPO E FILETE

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SOLDAGEM NA MICRO ELETRÔNICA

A soldagem na microeletrônica se modificou a partir da utilização de microcomponentes que passaram a ser fabricados e utilizados buscando-se a redução dos aparelhos eletrônicos, bem como dinamizar o espaço da junção dos componentes. Como a utilização de fios não permitia a redução do tamanho das placas, criou-se então a chamada placa de circuito impresso.

PLACA DE CIRCUITO IMPRESSO

Os circuitos impressos foram criados em substituição às antigas pontes onde se fixavam os componentes eletrônicos, em montagem conhecida na gíria eletrônica como montagem "aranha", devido a aparência final que o circuito tomava, principalmente onde existiam válvulas eletrônicas e seus múltiplos pinos terminais do soquete de fixação.O circuito impresso consiste de uma placa de fenolite, fibra de vidro, fibra de poliéster, filme de poliéster, filmes específicos à base de diversos polímeros, etc, que possuem a superfície coberta numa ou nas duas faces por fina pelicula de cobre, prata, ou ligas à base de ouro, níquel entre outras, nas quais são desenhadas pistas condutoras que representam o circuito onde serão fixados os componentes eletrônicos.

SISTEMA DE CONFECÇÃO MANUAL DO DIAGRAMA

Para desenhar o diagrama impresso manualmente os aficcionados ou experimentadores eletrônicos utilizam canetas especiais, algumas com ponta porosa, outras para confecção de micropistas com pontas semelhantes às canetas de nanquim. A tinta deve ser resistente à soluções ácidas ou alcalinas, conforme o metal utilizado sobre a placa isolante. Após desenhado o circuito desejado, corta-se a placa nas dimensões requeridas pelo projeto.

SISTEMA DE CONFECÇÃO INDUSTRIAL

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Na produção industrial podem ser utilizados diversos métodos, entre estes os mais conhecidos são:

Serigrafia , onde são impressas as pistas por método serigráfico. Processos fotográficos de gravação, nestes a placa é banhada numa solução fotossensível, que após queimada é revelada em meio corrosivo à semelhança das fotografias. Processos de jatos abrasivos, nestes se usam jatos de micro esferas lançadas contra uma máscara resistente interposta entre o fluxo e a placa. Processos de deposição metálica, nestes são normalmente utilizados os métodos semelhantes à cromagem, ou niquelação, por galvanoplastia.

Existem mais processos menos utilizados e de baixa produtividade. Mas veremos isso depois, teremos que citar itens importantes na confecção de placas de circuito impresso e sua soldagem.

MATERIAIS UTILIZADOS

FIOS E CABOS

Os fios e cabos e cabinhos são os componentes mais simples e de maior utilização nos aparelhos eletrônicos. Com eles é possível fazer qualquer tipo de ligação para que a corrente elétrica chegue ao ponto desejado.Normalmente, fios, cabos e cabinhos são chamados genericamente de condutores. Os fios, ou condutores de fios simples, são formados por um unico fio de material condutor de eletricidade que pode ou não ser revestido por uma bainha isolante.Os cabos e cabinhos sao constituidos por varios fios enrolados ou encostados um ao outro, e são sempre recobertos por material isolante.Os fios são habitualmente fabricados com cobre recozido, devido às excelentes qualidades condutoras e à grande resistência mecânica desse material, e são encontrados no mercado numa grande variedade de tipos de diferentes características. Dessa forma, é possível achar o fio mais apropriado para cada finalidade.Numa primeira classificação geral, distinguem-se dois tipos de fios:

Fios sem revestimento isolante. Fios com revestimento isolante de vários tipos.

Os primeiros, conhecidos normalmente como fios nus ou desencapados, são emoregados quase exclusivamnete para ligações curtas em circuítos elétricos e saltos ou pontes (jumpers) em circuitos impressos. Também são usados como terminais de muitos componentes eletrônicos e, em geral, em todos os casos onde seja necessária uma ligação rígida que não deva ser submetidas a flexões ou ligações de qualquer tipo. Quando necessário, durante a montagem, esses fios podem ser envolvidos por um revestimento ou por um tubinho isolante, que os protegem de qualquer manipulação acidental que poderia provocar um curto circuíto ou problemas semelhantes. No momento da fabricação, é aplicada sobre o cobre uma fina camada de estanho, que evita sua oxidação e facilita as operações de soldagem. Essa camada de estanho dá aos fios de cobre uma colocação cinza-melatico. Os fios revestidos de material isolante são empregados para os mais variados fins. Pode-se obter um revestimento isolante especial pela aplicação de um verniz próprio sobre o fio de cobre. É o fio esmaltado, empregados nos enrolamentos de motores, transformadores e bobinas, etc. A soldagem desse tipo de fio requer a limpreza prévia do ponto a ser soldado, para eliminar totalmente o verniz, e a aplicação quase imediata da quantidade correta de estanho com o soldador. Os outros fios isolados são formados pelo condutor de cobre, com ou sem camada superficial de estanho, e por uma cobertura tubular isolante. Para soldar esse tipo de fio é necessário desencapar a extremidade a ser soldadda, removendo a bainha isolante, sem deixar o trecho desencapado muito grande, para evitar perda de isolamnto no ponto de união com o circuito.Os cabos e cabinhos sao formados por um grupo de fios de cobre enrrolados em espiral, recebendo o conjunto o nome de feixe de condutores. O termo cabinho habitualmente designa os cabos fabricados com fios estanhados e recobertos por uma bainha isolante. Os cabos são empregados nas instalações elétricas e geralmente contituidos por dois condutores paralelos não estanhados e isolados por uma bainha dupla de

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plástico que is mantém separados em toda a sua extensão. O termo cabo também é empregado para os condutores coaxiais utilizados em sistemas de alta freqüência e na instalação de antenas domésticas de aparelhos de rádio e televisão.Em comparação com os fios simples, os cabinhos oferecem inúmeras vantagens, tais como:

Um fio simples, desencapado ou desenvernizado para ser soldado, se tiver sido marcado ou amassado involuntariamente, pode quebrar-se no momento da dobra. O condutor múltiplo é mais flexível, facilitando a soldagem. Os condutores múltiplos, ao contrário dos fios simples, podem ser soldados e dessoldados conforme as necessidades de montagem.

As coberturas isolantes empregadas para o revestimento de cabos e fios são de dois tipos:

Teclado de algodão ou de outra trama. Bainha contínua de plastico.

O tecido apresenta, em relação ao plástico, a vantagem de suportar melhor altas temperaturas da soldagem. Os materiais plásticos amolecem e perdem suas características sob temperaturas bem inferiores à da soldagem. Existe porém, uma variedade de bainha plástica, fabricada com Telflon, que resiste perfeitamente ao calor necessário para fusão da liga metálica utilizada na soldagem. Entretanto, os fios e cabos isolados com Teflon são bem mais caros. O cabo coaxial, muito usados nos sistemas de alta freqüência, é constituido por um condutor central com um só fio de cobre com vários fios torcidos, revestidos por uma espessa cobertura de polietileno. Sobre essa cobertura é colocado o segundo condutor tecido em forma de malha. Todo conjunto é, geralmente, coberto por uma segunda bainha de plastico que o mantém isolado no exterior. Finalmente, há no mercado um tipo de cabo com uma disposição dos condutores semelhantes à dos cabos coaxiais, mas com aplicações diferentes. São os chamados cabos blindados, normalmente empregados em sistemas de som, isto é, com freqüência acústica. Estes cabos permitem a condução de correntes muito fracas sem que elas sofram as interferências causadas por fenômenos eletromagnéticos externos. Eles evitam que o ligar e desligar de motores, interrrupetores de luz, aparelhos eletrodomésticos e industriais prejudiciais a transmissão do som.

CIRCUITO IMPRESSO – Técnica de ConfecçãoO circuito impresso é a base para montagem dos circuitos eletrônicos apresentados ao longo da obra. Aqui serão apresentadas as principais características desse componente. Seguindo as explicações, será possível construir com perfeição, em pouco tempo, os circuitos impressos que você precisar. Atualmente, o circuito impresso é o sistema de ligação entre os componentes mais usados na montagem de circuitos eletrônicos.A progressiva miniaturização de todos os componentes eletrônicos tem determinado o abandono do sistema de ligação por meio de fios e cabos, pois tais ligações acabam se tornando mais volumosas do que os prórpios componentes. Além disso, o circuito impresso apresenta, em relação ao sistema convencional de ligação, um grande número de vantagens:

Constitui uma base de resistência mecânica para a montagem dos componentes. A disposição dos componentes é prefixada, evitando os problemas típicos das montagens com fios e cabos. Os sistemas convencionais de ligação, pela necessidade de fixar os compunentes em um chassi metálico, provocavam perda de isolamento e tabém curtos-circuitos muito perigosos. A operação de montagem é muito rápida, pois basta encaixar os terminais dos componentes nos furos do circuito impresso e soldá-los.

Os circuitos impressos são constituídos por uma base de material especial, o laminado, formado por uma placa de resina plástica (fenolite), ou fibra de vidro com epóxi, ou ainda papelão impregnadom que lhe confere a resistência mecânica adequada às montagens. Sobre uma ou sobre as duas faces da placa é colada, sob alta pressão e temperatura,uma lâmina de cobre muito fina. O produto final é uma placa cobreada

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com cerca de 1,5mm de espessura nas dimensões desejadas para cada circuito. Mas como se constrói um circuito impresso a partir da lâmina coberta de cobre?Antes de mais nada é necessário ter o desenho das trilhas e dutos (ligações entre os compontes) que constituem o circuito. Por isso, no início de todos os capítulos da seção Montagem, ao longo da obra, será dado, em tamanho natural, o traçado do cicuito que você vai construir. A primeira fase da construção consiste em copiar esse desenho em papel milimetrado para se ter uma idéia melhor das dimensões exatas. As fases seguintes constituem na preparação e furação da placa em sua gravação. O material necessário para a construção “artesanal” de um circuito impresso é o seguinte:

1 frasco de solvente (acetona ou benzina) 1 frasco de agente para gravação (normalmente percloreto de ferro ou persulfato de amônio) 1 frasco de verniz protetor 1 pincel ou caneta especial 1 lápis ougrafite tipo H 1 régua 1 folha de papel milimetrado 1 punção 1 broca de 1 mm 1 broca de 1,5 mm 1 broca de 4 mm 1 placa cobreada Vasilha plástica rasa, semelhante à bandeja para revelação de fotos Pinças plásticas especiais.

Depois de copiar o desenho em papel milimetrado, apóie a folha sobre a placa cobreada e trace seus contornos, de modo que você possa cortar o pedaço de placa no tamanho exato, correspondente à superfície que vai ocupar o circuito impresso.

Para cortar a placa você pode usar um cortador de placas, uma tesoura para laminados ou uma serra para metal. Depois de cortada a placa no tamanho certo, coloque o papel milimetrado com o desenho sobre o lado cobreado. Na fase seguinte você vai passar para o cobre da placa os pontos de furação do circuito. Para isso use a punção, que é apoiada sobre os pontos marcados no papel e pressionada com força. Tome cuidado para não estragar o desenho e para que os pontos de referência fiquem bem marcados sobre a placa. Terminada essa operação, convém verificar se os furos indicados no desenho correspondem exatamente aos impressos no cobre.Em seguida faça a furação da placa. Para os furos destinados aos terminais de resistores, capacitores, transistores e outros componentes com terminais de mesma espessura, use a broca de 1 mm. Para os terminais em forma de baioneta, ou pernas, resistores reguláveis verticais, diodos de potência e qualquer outro componente dotado de terminais grossos, use a broca de 1,5 mm. Os furos para os parafusos de fixação do circuito impresso são feitos com uma broca de 3,5/4 mm de diâmetro.

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As brocas podem ser montadas, indiferentemente, em furadeira manual ou furadeira elétrica. No segundo caso, porém, é aconselhável usar a furadeira montada em um suporte de coluna vertical, para evitar vibrações e deslocamentos. A broca menor dificilmente se adapta às furadeiras de tamanho natural. Nesse caso é melhor utilizar as minifuradeiras para circuito impresso. Quando você fizer o furo não aperte a broca sobre a placa, mas apóie, simplesmente, para evitar qualquer deslocamento lateral da furadeira. Esse deslocamento pode provocar a quenra da broca. Depois de feita a furação, confira novamente a palca com o desenho, para certificar-se de que nenhum furo foi esquecido.

Antes de traçar as trilhas sobre a placa, é necessário limpá-la com um pano limpo ou um chumaço de algodão embebido em solvente, apra que a superfície do cobre fique bem limpa.A partir desse momento, a superfície de cobre não deve mais ser tocada com os dedos, para evitar o aparecimento de manhas gordurosas, as quais impedem que a tinta especial do pincel ou da caneta adira ao material. Por isso é aconselhável o uso de luvas de borracha.

Agora você pode começar a desenhar sobre a placa as trilhas copiadas no papel millimetrado. Para essa operação use um pincel com uma caneta com tinta especial, papel transferível ou adesivos especiais. Sem dúvida, porém, o pincel ou a caneta são mais indicados, por serem simples e econômicos. Comece a traçar as trilhas usando o lado da régua que contém escala, com o lado chanfrado virado para a placa, para evitar que a tinta se espalhe quando se desloca a régua. Comece a traçar as trilhas a partir da área superior do circuito mantendo o pincel na posição vertical e fazendo cada traço sem parar. É conveniente que você passe o pincel duas ou três vezes em cada traço, para que a tinta cubra completamente o cobre e não fiquem porosidades que irão provocar manchas.Em torno de cada furo traçe com um pincel pequeno círculo (ilha), que deve ser ligeiramente maior do que os traços que saem dele.

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Terminado, cubra imediatamente o pincel para evitar que a tinta seque. Depois de 2 ou 3 minutos, o traçado das trilhas estará completamente seco. Nesse intervalo você poderá fazer com o auxílio da punção, os retoques nos pontos que não foram bem cobertos pela tinta. Agora a placa está pronta para o processo de gravação no qual vamos eliminando, por corrosão, as partes de cobre em excesso. A solução corrosiva (a mais usada é percloreto de ferro) deve ser derramada na vasílha de plástico em quantidade suficiente para cubrir a placa. Segure a placa com a pinça de plástico para fazer a imersão.

Tome cuidado para não tocar com as mãos ou as roupas a solução corrosiva pois ela deixa manchas que não saem. O circuito deve ficar imerso na solução até desaparecerem todas as áreas de cobre que não estiverem cobertas pela tinta. O tempo de imersão varia de 30 a 60 minutos. Aquecendo-se a solução a 50º C (no caso de percloreto de ferro), ou a 42º C (no caso do persulfato de amônio), o tempo se reduz consideravelmente. É importante não prolongar a imersão além do necessário para evitar que sejam atacadas também as partes cobertas. A solução age mais rapidamente se o circuito for imerso lateralmente. Isso evita que o cobre destacado se deposite novamente sobre a placa. Quando você tiver certeza de que o processo de solução terminou tire a placa da solução e lave com água corrente abundante. O líquido que sobra pode ser recolocado no frasco e utilizado outras vezes até perder o seu poder de corrosão. Aí sim, você terá que usar uma solução nova.

Uma vez lavada, seque a placa com um pano limpo. Em seguida passe novamente solvente para remover a tinta que permaneceu na placa. Depois dessa operação, a placa está com seu aspecto definido. A operação seguinte consiste em polir novamente as trilhas de cobre com solvente ou com desoxidante para torná-las brilhantes e bem limpas. O processo termina com a aplicação do verniz protetor sobre as trilhas, o que impedirá sua oxidaçao e facilitará a adesão do estanho no momento da soldagem dos terminais.

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Itens relevantes1- Por que é aconselhavél copiar o desenho do circuito em papel milimetrado?Por que dessa maneira não há perigo de errar as distâncias entre os diversos furos.2- Por que é necessário marcar com uma punção os pontos que deverão ser furados na placa?Por que de outra maneira a ponta da broca poderia escorregar danificando o cobre da placa3- Qual é o efeito do solvente na superfície cobreada da placa?Elimina a camada de sujeira e óxido que o cobre sempre apresenta, facilitando a ação da solução corrosiva. 4- O que se usa para remover o cobre excedente da placa?Usa-se uma solução corrosiva chamada percloreto de ferro ou persulfato de amônio.5- De que maneira age a soluçaõ corrosiva sobre o cobre?O líquido reage quimicamente com a superfície do cobre que não estiver protegido pela tinta especial, até eliminá-lo completamente.6- Para que serve o pincel ou a caneta com tinta especial?Para proteger o cobre que formará as trilhas e que no momento da gravação da placa, não deve ser de maneira alguma removido. 7-Qual a função do verniz protetor que se aplica na fase final da construção do circuito?Impede a oxidação da superfície das trilhas de cobre e facilita a soldagem dos terminais nas ilhas.

FERRAMENTAS NECESSÁRIAS

Para realizar todas as operações de instalação eletroeletrônica e montagem dos componentes na placa de circuito impresso fabricada anteriormente, é necessário dispor de uma série de ferramentas e utensílios que permitem realizar todas as operações com o mínimo de esforço e no menor tempo possível, a fim de obter a precisão de montagem necessária. Há dois grupos fundamentais de ferramentas. Um deles é constituído por ferramentas necessárias para a preparação de fios e cabos e sua manipulação no processo de soldagem ao circuito dos terminais de componentes, verificação e regulagem nos diferentes pontos de controle. O segundo grupo é formado pelas ferramentas e utensílios destinados à montagem mecânica dos componentes e fixação dos circuitos na placa de circuito impresso.No primeiro grupo estão relacionados alicates ou tenazes, alicates de descascar fios, suporte para placa de circuito impresso, ferros de soldagem, alicates de pontas curvas, pinças, chaves de fenda, chaves estrela, lima plana fina, lima redonda fina, estiletes, paquímetros, entre outros.Abaixo segue quadro contendo principais ferramentas com o emprego e nível de utilidade.

QUADRO RESUMO DAS FERRAMENTASNOME EMPREGO UTILIDADEAlicate de corte Corte de cabos e fios MáximaAlicate de descascar Corte da bainha de fios e cabos Média Alicate de pontas retas Manipulação de componentes MáximaAlicate de pontas curvas Manipulação de componentes MédiaPinça Manipulação de componentes MédiaConformadores de componentes Dobramento dos terminais PequenaFerro de soldar Soldagem dos componentes Máxima Chaves de fenda de plástico Regulagem final de circuitos montados MáximaAlicates para terminais Montagem de terminais por pressão PequenaChaves de fenda comuns Aperto de parafusos Máxima

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Chaves de fenda phillps Apertos de parafusos MáximaChaves estrela Montagem de porcas e parafusos sextavados MáximaChave neon Localiza o pólo ativo da rede elétrica Muito randeLima plana fina Acabamento de partes mecânicas Muito randeLima redonda fina Acabamento de partes mecânicas Muito rande Serra para metais Corte de partes mecânicas e circuitos Muito rande Minifuradeira elétrica Furação de circuitos impressos Média Suporte para placa de circuito impresso Segura placa de circuito impresso Muito rande Suporte vertical Fixação da minifuradeira Média Etiletes Retoques no circuito impresso e decapagem de fios Média Pinça para circuitos integrados Extração dos circuitos integrados da placa de circuito

impressoPequena

Paquímetro Medida das dimensões das peças Média Caixa classificadora Conservação dos componentes Máxima

NOMENCLATURA

São as terminologias usadas numa placa de circuito impresso que são adotadas no Brasil conforme Norma ABNT* - NBR – 5318.*ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, órgão encarregado de normas técnicas no Brasil.1) CIRCUITO IMPRESSO2) PISTA OU TRILHA3) ILHA OU AURÉOLA4) SUPORTE (MATERIAL BASE)5) COBRE BÁSICO6) METALIZAÇÃO7) CONECTORES (CONTATO DE BORDA)8) VERNIZ ANTI-SOLDA (MÁSCARA DE SOLDA)9) VERNIZ PROTETOR10) SÍMBOLOS

CIRCUITO IMPRESSO

Refere-se ao circuito estampada na placa, basicamente substitui a fiação (conjunto de fios), na interligação de componentes ou circuitos. Também é conhecido como “LAY-OUT”.Fio é aquele condutor elétrico constituído de 1 filamento só (monofilar). A um conjunto de fios damos o nome de fiação.Cabo é aquele condutor constituído de vários filamentos (mutifilar) o que o torna flexível. A um conjunto de cabos damos o nome de cablagem.PISTA OU TRILHA

É a que faz a interligação de um componente ao outro ou a um circuito e outro. Corresponde à um fio de ligação.Pista ou trilha, como foi visto serve para interligar duas ou mais ilhas entre si, substitui ou corresponde à um fio de ligação comum. Portanto é um fio de secção retangular cuja espessura (grossura) é de aproximadamente 0,035mm. A conformação (desenho) da pista não obedece à uma regra rígida, daí a existência de uma variedade enorme de traçados. Você já deve ter observado isto nas revistas, jornais, livros ou mesmo placas já prontas. Assim cada um pode ter estilo próprio, em nada interferindo no funcionamento.Apesar da liberdade de estilos, é sempre aconselhável seguir as seguintes recomendações:

a) Sempre que possível usar linha reta.b) Usar a distancia mais curta possível entre ilhas a serem interligadas.

Assim se você for fazer uma placa, a seu critério, pode modificar o desenho. Mais adiante você Vera que apenas um fator deverá ser levado em consideração para a mudança.Largura das Pistas

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Se a conformação das pistas não tem menor importância, a sua largura não pode ser feita a olho. A explicação é simples: ela corresponde a um fio, portanto é um condutor elétrico por isto mesmo deve ser dimensionada de acordo com uma corrente (“amperagem”) que ira circular por ela. Assim quanto maior for a corrente mais larga deve ser e vice-versa.Sendo assim qualquer modificação que for feita num traçado já feito, há que se levar em consideração este detalhe, isto é, pode-se modificar o traçado, sem alterar a largura da pista, alias pode torná-la mais larga e não mais estreita.Este lay-out é uma fonte de alimentação de 20W de potencia e uma corrente máxima de 1 A . As suas pistas não podem ser modificas para serem mais estreitas pois em algumas delas circulará corrente alta e poderá danificá-la. Portanto este lay-out não tem as pistas largas porque é o estilo do projetista e sim porque vai circular corrente alta demais para a trilha.Para determinar a largura de uma pista é preciso saber a corrente que circulará por ela e através de uma simples conta de dividir chegamos a ela. É um formula bem simplificada e portanto fácil de ser usada e está embutido um bom fator de segurança. A espessura do cobre varia de 0,030mm a 0,070mm, sendo o mais comum a de 0,035 mm ou 35 milésimo de milímetro. Basta dividir a corrente (em ampéres) por 0,2 e teremos como resposta a largura (mínima) da pista em mm.

A A = corrente em ampéresL = ___ = largura da pista em mm L = largura da pista em mm 0,2 0,2 = constante

Obs: Este cálculo da sempre a largura mínima, não impedindo que na prática se faça uma pista mais larga, isto é muito importante.

Exemplo : Para 80 mA = 0,08 AEntão 0,08 : 0,2 = 0,4 mm

Resp: Largura mínima da pista = 0,4 mm

Idem, para 20 mA20 mA - 0,02 A – então 0,02 : 0,2 = 0,1 mm

Observe que este cálculo nos dá a largura mínima, nada impedindo que se faça pista mais larga na pratica. (Assim no exemplo b) a conta deu 0,4 mm, nada impede que, na pratica, façamos pista de 1 ou 2 mm de largura.EDITOR DE LAYOUT DE PLACA EAGLE

Esta ferramenta integra as funções do desenho do circuito elétrico (esquematico) ao projeto da placa de circuito impresso (PCI). Deste modo, partindo-se das bibliotecas de componentes constrói-se o esquema elétrico que será usado como base no projeto da PCI. Assim sendo é muito importante a seleção correta do componente, pois além de sua aplicação básica também servirão de referência suas características gerais, tais como tamanho, encapsulamentos, potências, etc. Após a geração do esquema é possível gerar uma PCI, através de um rascunho fornecido pelo programa. Este rascunho pode (e deve) ser alterado para a adequação e posicionamento físico dos componentes sobre a placa, de modo a facilitar a passagem das pistas, montagens, fixações mecânicas e outros quesitos associados. Na primeira parte deste artigo iremos mostrar como fazer a instalação e configuração inicial do software. Em seguida será apresentado um resumo geral do programa e seus principais comandos. Para isso, além da descrição das funções e recursos, tomaremos por base um projeto real de uma fonte de alimentação bastante simplificada.

INSTALAÇÃO

Inicialmente localize em seu computador o disco onde está localizado o programa “eagle-4.11e.exe”. Execute-o para iniciar a instalação e clique sobre a opção “Setup”.

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Na tela de apresentação, clique sobre “Setup” para iniciar a instalação. Será apresentada a tela de boas vindas e avisos de proteção do programa.

Em seguida será apresentada a tela de concordância com a licença e termos de utilização. Este software é de uso livre para fins educacionais (Freeware) apresentando algumas restrições de funcionamento neste modo, que serão explicadas mais adiante. Clique sobre “Yes”.

Será apresentada uma tela para a escolha do diretório de destino da instalação do programa. Caso seja necessário, altere para a localidade desejada. Clique sobre “Next”.

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Escolhendo o diretório onde se localizará o programaA tela seguinte apresenta para simples conferência, um resumo dos parâmetros iniciais da instalação. Clique sobre “Next”. Começa a instalação propriamente dita.

Preparando para intalar o programaO processo de instalação será iniciado e pode ser acompanhado pela barra de progresso.

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Progresso da instalaçãoTerminada a instalação, surge a tela de finalização. Caso queira visualizar os arquivos ou iniciar o programa, deixe os quadros selecionados. Clique em “Finish”.

Tela de finalizaçâo da instaçãoA instalação foi concluída com sucesso. Inicie o aplicativo clicando 2 vezes sobre o ícone “EAGLE 4.11” ou, posteriormente localize o programa através do menu “Iniciar - Programas” do Windows.

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Criação dos íconesExecute o programa clicando no ícone EAGLE 4.11

ABRINDO O PROGRAMA

Executando-se o programa, surge a tela principal onde estão localizados os comandos básicos para criação e abertura de projetos. A apresentação é semelhante a estrutura utilizada pelo Windows Explorer, organizada em árvores de diretórios. Entre estes, destacamos o diretório “Projects”, onde originalmente são armazenados os projetos em elaboração ou já concluídos. Observe que originalmente já existem 3 diretórios disponíveis, sendo que os dois primeiros contém exemplos de esquemas e placas prontas.

Tela Painel de Controle - Pastas default

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Como iremos realizar o aprendizado sobre um exemplo prático, inicialmente devemos criar um novo projeto para armazenarmos nossos trabalhos. Para isto siga a seqüência de comandos mostrada na figura abaixo (File>>>New>> Project).

Tela Painel de Controle - Criando pastas para um novo projeto

Será acrescentado um novo projeto, para o qual vamos atribuir o nome “Fonte”. Observe à direita do nome, a frase “Empty Project”, indicando que apesar do projeto já existir ainda não temos nenhum conteúdo, ou seja, apenas a pasta foi criada.

Tela Painel de Controle - Criando pastas para um novo projetoDevemos então criar um novo esquema elétrico (New Schematic), seguindo a seqüência mostrada na figura a abaixo.

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Tela Painel de Controle - Criando um novo esquemaSurge então uma tela adicional, com comandos e funções específicas para o desenho do esquema. Esta será nossa tela principal de trabalho.

Tela Painel de controle e Tela do novo esquematicoComo o novo esquema ainda não tem nome, clique nos comandos “File >> Save” e digite o nome “Fonte” para o nosso arquivo.A partir deste ponto iremos apresentar os principais comandos, suas funções e como aplicá-los para a elaboração do esquema elétrico de nossa fonte. Para isto vamos visualizar apenas a tela do editor de esquemas.

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Exceto para os projetistas mais experientes, os iniciantes podem achar conveniente a elaboração de um pequeno rascunho em papel do projeto da fonte ou basear-se em algum projeto disponível nas literaturas especializadas.

BARRA DE FERRAMENTAS E BIBLIOTECANa tela abaixo visualizamos a área de trabalho do editor de esquemas e seus principais grupos de comandos.

Área de trabalho do editor de esquemasAdiante explicaremos a função dos principais comandos da barra de ferramentas. Dando seqüência ao nosso projeto, iremos iniciar o desenho do esquema partindo da seleção e posicionamento dos componentes. Os componentes eletrônicos disponíveis estão agrupados por similaridade e/ou fabricante e organizados em ordem alfabética, em arquivos independentes denominados bibliotecasPortanto, para se utilizar um determinado componente é necessário conhecer a qual biblioteca ele pertence e “carregá-la” para dentro do Eagle.Indo em “Library >> Use” você poderá verificar que o Eagle já carregou todas as bibliotecas disponíveis. ou

clicando no íconeA descrição de cada uma delas pode ser vista na listagem abaixo. As linhas em negrito destacam as bibliotecas mais usuais. 

Library Pack Dev Content19INCH 20 23 Eurocards with VG connectors 40XX 3 73 CMOS 40xx-Series CMOS Logic, 40XXSMD 3 72 Same as above, but with SMD packages 41XX 1 7 CMOS 41xx-Series CMOS Logic, 41XXSMD 1 7 Same as above, but with SMD packages 45XX 4 59 CMOS 45xx-Series CMOS Logic, 45XXSMD 4 59 Same as above, but with SMD packages 74XX 11 342 TTL 74xx-Series TTL Logic, 74XXSMD 8 342 Same as above, but with SMD packages 751XX 3 11 TTL 75xx-Series TTL Logic, 751XXSMD 3 11 Same as above, but with SMD packages ACL 8 72 Texas Inst. ACL Logic, BATTERY 38 51 Lithium batteries, NC accumulators BURR 53 318 Burr-Brown components

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BUSBAR 18 18 Schroff bus bars BUZZER 33 33 Buzzers, SMD CAP 56 33 Capacitors CAP-FE 25 24 Interference suppression capacitors CAP-TANT 38 38 Tantal capacitors CAP-WI 50 49 Capacitors from WIMA CON-DIL 10 20 DIL connectors for ribbon cables CON-LSTA 46 47 Pinhead connectors, female CON-LSTB 39 40 Pinhead connectors, male CON-ML 21 36 ML connectors CON-MSF 16 16 MSF connectors, grid 2.5mm CON-MT 40 38 MT connectors from AMP CON-MT6 12 12 MT6 crimp connectors from AMP CON-RIB15 15 Ribbon cables 2.8 / 4.8 / 6.3mm CON-VG 21 35 VG connectors from HARTING CONNSIMM 9 9 SIMM connectors from AMP CONQUICK 30 60 Quick connectors from AMP DC-DC 6 7 DC-DC converters DEMO 10 14 Demo library DIL 32 0 DIL packages, Octagon 63 Mil/drill 32 Mil DIL-E 32 0 DIL packages, YLongOct DILSWTSCH 69 83 DIL switches, encoder switches DIODE 138 153 Diodes DISCRETE 44 66 Discrete components (R,C...) DISP-HP 26 42 Display components from HPDISP-LCD 9 9 LCD’s from DATA MODUL DRAM 2 16 DRAM’s from Motorola ECL 3 54 ECL components from Texas Instr. and Motorola EXAR 3 108 Exar components FET 25 52 FET’s FIB-HP 5 12 Fiber optic components, HP FIB-SI 3 4 Fiber optic components, Siemens FIFO 7 15 FIFO components FRAMES 0 10 Drawing frames for schematics FUJITSU 25 71 Fujitsu FUSE 21 21 FusesHARRIS 11 43 Microprocessor products from Harris HEATSINK 30 30 HeatsinksHIRSCHM 22 22 Hirschmann diodes; LS, Scart connectors etc. HOLES 37 7 Assembly holesIC 50 0 DIL packages, Octagon 55 Mil IDTCMOS 51 300 IDT products IND -A 69 69 Inductors, Trafo ETD29 IND-B 39 15 Ferrite cores, Siemens INTEL 15 72 Microprocessor products from Intel INTELPLD 5 7 PLD’s from Intel JUMPER 19 18 Bridges for single layer boards, SMD sold. JUMPS 21 25 Jumpers and jumper connectors KEY 30 29 Keys from RAFI and ITT KEYOMRON 9 9 OMRON keys LED 27 27 LED’s LINEAR 20 213 Analog components M68000 11 18 68000 family components MARKS 18 0 Crop marks, reference marks MAXIM 23 339 MAXIM components MEMHITCH 13 51 Hitachi memory components MEMNEC 10 29 NEC memory components MEMORY 9 59 Generic memory components MOTOROLA 7 51 Motorola microprocessor products NPN 27 100 NPN transistors OPTO-TRA 12 12 Opto transistors from Siemens OPTOCPL 9 71 Opto couplers PAL 3 45 PAL’s, Monolithic Memories PHO500 5 8 PHOENIX clamp connectors PHO508A 28 20 PHOENIX clamp connectors PHO508B 11 11 PHOENIX clamp connectors PHO508C 9 7 PHOENIX clamp connectors

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PHO508D 26 21 PHOENIX clamp connectorsPHO508E 46 40 PHOENIX clamp connectors PIC 13 154 Microchip PIC controllers PINH-H 11 18 Pinhead connectors with lever, horizontal PINH-V 11 18 Pinhead connectors with lever, vertical PINHEAD 85 47 Pinhead connectorsPLCCPACK 11 0 PLCC packages PNP 27 58 PNP transistorsPOLCAP 56 56 Polarized capacitorsPTC-NTC 10 11 PTC’s and NTC’s PTR500 33 33 PTR clamp connectors QUARTZ 25 27 Quartzes, generators, SMDR 40 27 ResistorsR-DIL 2 8 Resistor networks, DIL R-PWR 32 33 Power resistorsR-SIL 11 45 Resistor networks, SIL RECTIF 33 33 Rectifier bridgesRELAIS 47 43 RelaysRIBCON 20 20 PC board connectors RIBCON4 6 6 4-row pc board connectors SIEMENS 28 45 Siemens components SMD 26 0 SMD packages SMD-IC 76 0 SMD packages SMD-SPC 27 0 SMD packages SOLPAD 16 16 Soldering padsSPECIAL74 26 Special devices, transformer, fuse, lamp, etc. SRAM 6 21 Static RAM’s from Motorola SUBD-A 32 64 Sub-D connectors, 9 to 37 pins SUBD-B 8 8 Sub-D connectors, 50 pins SUPPLY1 0 14 Supply symbols SUPPLY2 0 44 Supply symbols SWITCH 22 20 Rotary switches, toggle switches TESTPAD 12 12 Test areas, test pins TRAFO-B 47 51 BLOCK transformers TRAFO-E 25 25 ERA transformers TRAFO-R 3 3 Ring core transformers TRANS-SM 64 52 Small power transformers TRANS-PW 53 39 Power Transformers TRIAC 32 19 Thyristors, triacs TRIMPOT 43 42 Trimmpots ULN 2 24 ULN ICs V-REG 36 23 Voltage regulatorsVARIST 78 78 Siemens varistors WAGO500 11 11 WAGO clamp connectors, grid 5.00mm WAGO508 17 16 WAGO clamp connectors, grid 5.08mm WIREPAD 19 15 Pads for connecting wiresWSIPSD 8 83 WSI components ZILOG 2 7 Zilog components Dessas bibliotecas a mais usada é a DISCRETE. A seguir detalhes da biblioteca “DISCRETE” CAP Ceramic capacitors CAPNP Capacitor No Polarity CAPTRIM Trim Capacitors CAPUS U.S. symbol version DIODE Diodes ELC Tantalum capacitors or Electrolytic L Inductor POT Potentionometers EURO POTUS Potentionometers U.S. symbol POT-TRIM Potentionometer for multiple turns, i.e. 20 turn POT RESEU Resistor EURO symbol RESUS Resistor U.S. symbol RESVAR Resistor variable RN Resistor networks THERM Thermistors VARIST Varistors ZDIO Zener diodes

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Como pudemos observar, em função da quantidade de bibliotecas, componentes e combinações entre os grupos, inicialmente haverá certa dificuldade em localizar o componente desejado. Além disto, uma vez localizado, deveremos decidir sobre qual dentre as variações apresentadas é a mais adequada. Obviamente que a prática irá minimizar esta questão, mas os iniciantes podem (e devem) se utilizar das informações mostradas na tela à direita quando selecionamos uma biblioteca qualquer ou um componente dentro da mesma.

ADICIONANDO COMPONENTES À ÁREA DE TRABALHOUma vez que as bibliotecas estão disponíveis, para se inserir um componente utilizamos os comandos

“Edit>> Add” ou usar o ícone a seguir e aparecerá a tela

Adicionando componentes à área de trabalho - biblioteca não selecionadaFaça a rolagem da listagem de nomes, selecione e expanda a opção “Discrete”. Dentro desta biblioteca localize o componente “Diode”. Observe que existem 4 tipos de diodos. Selecione (1 clique) o primeiro deles e observe as características exibidas na parte direita da tela.

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Selecionando um diodo da biblioteca Discrete Pode ser vista a representação do componente (símbolo), sua configuração física (ilhas, serigrafia) e seu encapsulamento. Este último item traz a informação D-2,5 cujo significado dos números é a representação do “passo” entre as ilhas de soldagem e a letra “D” indica o tipo de encapsulamento (Dual in line, neste caso). Neste exemplo temos uma distância de 2,54 mm (1/10 de polegada) entre os centros dos furos da ilhas. Selecione o componente Diode-12,5 e observe que como este componente possuí uma potência muito maior, a distância entre as ilhas aumenta automaticamente. Também são corrigidos o tamanho das ilhas e a furação necessária para o terminal do componente. Em alguns componentes encontramos a letra “S”, indicando que a montagem vertical do mesmo será considerada, o que pode ser conferido pelo desenho apresentado na tela. Desça um pouco mais a lista de componentes e localize o item “Reseu-5”. Observe que pouco mais abaixo encontra-se o componente “Resus-5”. Ambos são idênticos na sua configuração física e encapsulamento, porém a representação do componente (símbolo) é diferenciada em função dos padrões Europeus e Norte Americanos. Este mecanismo de varredura para a localização irá ocorrer de modo semelhante para todos os componentes do Eagle. Portanto o conhecimento sobre os componentes e suas normas gerais facilitam a utilização do programa. Para que possamos iniciar nosso desenho, vamos verificar os principais recursos da Barra de Ferramentas.

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Barra de ferramentasAlguns dos recursos são mais óbvios que outros e não vamos nos deter em explicações detalhadas, pois além de estarem de acordo com os padrões do Windows, o próprio nome indica literalmente sua função (Move – mover; Mirror – espelhar; Group – agrupar; Cut – recortar; Delete – apagar; Copy – copiar; Rotate – girar; Paste – colar; Pin swap – alternar a pinagem; Gate swap – alternar portas).Quanto aos demais, seguem algumas características específicas: Display: permite selecionar quais os layers (camadas) que estarão visíveis na tela e, conseqüentemente, quais serão impresso. Mark :marca de referência na área de desenho, usada para definição de medidas ou deslocamentos Name :permite modificar o nome atribuído ao componente Value :permite modificar o valor do componente Add :permite adicionar os componentes da bilblioteca ao desenho Change :permite alterar os atributos de um objeto Smash : usado para posicionamento mais conveniente do texto dos componentes Split :usado para dividir um fio ou bordas de polígonos em várias partes Invoke :usado para selecionar uma porta específica de um componente que já está em uso no esquema Wire :usado para gerar as linhas do esquema Text :permite adicionar textos ao esquema Bus :permite desenha barramentos de linhas paralelas Net :permite fazer as conexões elétricas ao Bus Junction :insere os nós elétricos entre duas ou mais linhas Labe: permite atribuir um nome ao barramento (Bus) ERC :executa a verificação “elétrica” do esquema (Electrical Rules Check)

FONTES DE ALIMENTAÇÃO – INSERINDO COMPONENTES

Para facilitar o aprendizado vamos utilizar como exemplo um projeto de uma fonte de alimentação bastante simplificada, com saída para 12V – 1A máximo.

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Utilizando-se um rascunho conforme mostrado na figura abaixo, primeiramente devemos dimensionar o tipo de componentes que serão utilizados, quais irão efetivamente estar montados na PCI e demais necessidades.

Rascunho do circuito da fonte de alimentação do exemplo Uma eventual primeira lista de materiais seria a seguinte:

CH1: Chave liga-desliga 1P-2P F1, Fusível de proteção (porta fusível e fusível 1A – rápido) TF1 Transformador 110Vac para 15Vac-0-15Vac center tape Diodos: D1, D2 ,D3 e D4: Diodo retificador 1N4004 C1: Capacitor eletrolíco radial 100 µf x 40V

C2 :Capacitor disco cerâmico 100 nf x 100V C3: Capacitor disco cerâmico 100nf x 100V CI1 :Circuito integrado linear regulador de tensão 7812

Com estes requisitos mínimos podemos iniciar o desenho do esquema elétrico no Eagle, para posterior geração da PCI. Lembre-se que alguns dos componentes mostrados no rascunho não serão montados na PCI, tais como o transformador, chave e fusível. No caso do transformador por exemplo deve ser prevista sua conexão elétrica com a placa, colocando-se ilhas específicas onde serão soldados os fios do secundário do mesmo. A mesma coisa deve ser feita com os pontos de saída de 12V, onde deverão ser alocadas 2 ilhas (pólos + e -) para conexão através de fios até um borne externo. Temos que considerar a possibilidade de montar um dissipador de calor para o CI regulador, necessário para a fonte trabalhar a plena capacidade de corrente. Abra nosso projeto salvo anteriormente no Eagle (Fonte) e selecione o comando “Add”.

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Lista de bibliotecasLocalize e abra a biblioteca “diode”. Selecione o diodo 1N4004 e clique em OK. Observe que esses diodos são comerciais, diferentes dos diodos da biblioteca "Discrete". Posicione os diodos no esquema clicando 1 vez com o botão esquerdo. Para rotacionar o componente em 90o antes de posicioná-lo utilize o botão direito do mouse.

Diodos obtidos da biblioteca Diodes

Pressione a tecla ESC para finalizar a colocação de diodos e voltar para a seleção de bibliotecas. Feche a biblioteca de diodos e abra a biblioteca “discrete” logo abaixo. Nesta biblioteca desça a lista de componentes e selecione ELC-x (Capacitor). Escolha o passo conforme o componente que você adquiriu (veja as dimensões do seu capacitor). Neste exemplo utilizaremos o passo 5L (distância entre terminais). Posicione o capacitor próximo aos diodos.

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Circuito após posicionar C1Pressione a tecla ESC para finalizar a colocação de capacitores eletrolíticos. Suba a lista de opções e localize o componente CAP-2,5 para selecionarmos o capacitor cerâmico. Coloque os 2 capacitores no esquema.

Circuito após posicionar C2 e C3

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Feche a biblioteca “discrete”, localize e abra a biblioteca “v-reg”. Selecione o componente 78XXL (horizontal) ou 78XXS (vertical) conforme a montagem desejada na placa e posicione-o no esquema.

Circuito após posicionar o CI1Ainda necessitamos colocar as ilhas para soldagem dos fios do transformador e também para os fios do borne de saída. Para isto, pressione ESC para finalizar a colocação do regulador, feche a biblioteca “v-reg” e localize a biblioteca “wirepad”. Escolha a ilha desejada conforme seu diâmetro externo e diâmetro do furo de solda. Neste exemplo utilizaremos a ilha de 2,54/1,0. Posicione 3 ilhas próximas aos diodos e 2 próximas ao capacitor C3.

Circuito após posicionar as ilhas para os secundario do transformador e saída

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Pressione a tecla ESC para finalizar a colocação das ilhas, feche a biblioteca “wirepad”, localize e abra a biblioteca “supply1”. Selecione o componente “GND” e posicione-o várias vezes, próximos aos componentes que irão ligados ao terra do circuito (perto da ponte de diodos, dos capacitores, do regulador de tensão e da ilha de saída para o borne da fonte). Observação: não sobreponha os componentes uns aos outros, deixando sempre pelo menos um espaço da grade para a interligação dos mesmos atrave´s das “linhas” do esquema.

Circuito após posicionar os terras (GND)Pressione a tecla ESC para finalizar a colocação dos terras feche a inserção de componentes através do botão “Cancel” ou pressionando ESC novamente. Agora iremos interligar os componentes através dos comandos “Wire” e “Junction”.

FONTE DE ALIMENTAÇÃO – INSERINDO COMPONENTES Selecione primeiramente o comando “Wire” na barra de ferramentas (opção ao lado esquerdo da letra T) e conforme nosso rascunho inicial comece a interligar os componentes. Com um clique do mouse em um dos terminais inicia-se a linha e com 2 cliques no outro terminal (ou Esc) concluí-se a ligação.Ícone

Circuito com todos os componentes posicionados - observar a adição de mais comandos quando Wire é selecionado

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Observe que ao selecionar o comando “Wire” surgem algumas opções de configuração no alto da tela do Eagle. Com estas opções podemos ajustar os parâmetros das linhas que iremos desenhar. Eventualmente precisaremos alterar os “formatos” das linhas (ângulo reto, 45 graus, curvas e espessura da linha). Utilizando a condição default e deixando os diodos para o final, comece a desenhar as linhas de interligação até completar o circuito.

Circuito com todos os componentes ligadosAntes de colocarmos as junções dos nós, observe que a ligação dos diodos está um tanto confusa, em função da disposição inicial que adotamos. Vamos modificá-la para melhorar o resultado. Selecione o comando “Delete” e apague as linhas da região dos diodos.Ícone

Apagando ligaçõesAgora utilize os comandos “Rotate” e “Move” para reposicionar os diodos e o GND conforme mostrado.Ícone Ícone

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Reposicionando os componentesAcrescente mais um ponto de GND, desloque alguns componentes (Move) e refaça as ligações para obtermos o circuito completo. Finalize colocando os nós elétricos utilizando o comando “Junction”. Utilizando os comandos “Name” e “Value” acerte os nomes dos pontos de solda dos fios e demais componentes. Com o comando “Smash” (clique em Smash e em seguida use Move) podemos deslocar os nomes e textos dos componentes para posições mais adequadas ao desenho.

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Circuito após o reposicionamentoPara terminarmos, faça a verificação do esquema utilizando o comando “ERC” (veja o destaque na ilustração anterior) e corrija eventuais erros apontados. Ícone

Cerifique-se de ter salvo seu arquivo e vamos passar para a geração da PCI.

FONTE DE ALIMENTAÇÃO – GERANDO LAYOUTCerifique-se de ter salvo seu arquivo e vamos passar para a geração da PCI. Para isso utilize os comandos “File” >> “Switch to board” . Responda afirmativamente à pergunta para criar uma nova PCI.Ícone

Observe que automaticamente será criada uma nova janela (board) apresentando os componentes utilizados no esquema elétrico, posicionados ao lado de uma área retangular (PCI) e com interligações cruzadas. A partir deste rascunho inicial iremos posicionar adequadamente estes componentes na placa para gerarmos o layout final de nossa PCI. Salve o arquivo desta placa (“File” >>“Save”) e observe que a mesma é acrescentada na estrutura da tela de abertura do Eagle. Observe que o nome do arquivo é, Fonte.brd, o mesmo do esquematico mas com a terminação .brd.

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Janela Board mostrando os componentes ligados Observe no painel de controle que na pasta Fontes existem agora dois arquivos , Fonte.sch e Fonte.brd.

Painel de controle com a adição do arquivo Fonte.brdA seguir deveremos transferir os componentes para dentro da placa, para isso use Move da barra de ferramentas (tem o mesmo simbolo que no esquematico).Ícone

Antes de iniciarmos, devemos verificar e ajustar alguns parâmetros de nossa PCI, tais como o número de faces (layers), a espessura mínima das pistas, entre outras. Semelhante ao que foi feito com o esquema elétrico, também é necessário termos um rascunho da distribuição desejada, principalmente em função das dimensões mecânicas gerais da placa (tamanho da caixa, pontos de fixação, dissipação térmica, etc).

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Execute os comandos Edit >>Design rules para alterarmos os parâmetros da placa. Na tela apresentada selecione a segunda aba denominda “Layers”. Aquí vamos definir a quantidade de layers de nossa placa que deverá possuir uma única face de cobre (face simples). Para isto, clique no 2º quadro abaixo da palavra “Copper” e substitua o texto 0.035mm por 0 (zero).Observe que o desenho passa a mostrar a linha vermelha indicando que temos cobre em apenas uma das faces.Substitua 1*16 por 1*2 pois estaremos usando placa de face simples.

Janela DRC com a aba Layers selecionadaOutro parâmetro que vamos ajustar é a espessura mínima das pistas. Como se trata de uma fonte de alimentação não é aconselhável pistas muito finas. Portanto vamos definir um valor para uso geral na PCI, sendo que posteriomente as pistas poderão ser ajustadas individualmente. Para isto execute os comandos Edit>>Net classes. Altere a primeira linha conforme mostrado, para termos trilhas de aproximadamente 1,5 mm de espessura em nossa PCI.

Determinando as larguras das trilhasAntes de iniciar a PCI, observe que algumas novas funções foram acrescentadas na barra de comandos. Estas funções serão explicadas conforme a necessidade durante a elaboração da PCI.

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O próximo passo é deslocar os componentes para dentro da área da placa utilizando o comando “Move”. Posicione os componentes conforme sua preferência e conveniência com seu projeto. Sugerimos que inicie pelos pontos de solda dos fios do transformador. Observação: durante a movimentação do componente você pode girá-lo utilizando o botão direito do mouse, de modo a encontrar uma posição mais favorável à passagem das pistas.Uma primeira apresentação seria a seguinte (você pode tentar outras possibilidades):

Layout após deslocar os componentes para dentro da placaObs: Na figura 36 não foi mostrado o resto da janela, mas a mesma é como na figura 32.Inicialmente não é necessário se preocupar com o posicionamento em relação aos limites da PCI, pois o mesmo será “realocado” ao final do projeto das trilhas. Observem que o CI regulador foi posicionado com sua face metálica “para fora” da PCI, em função da montagem de um dissipador de calor. Após arrastar os componentes, execute o comando “Ratsnest” para “arrumar” as trilhas de referência. Verifique o layout quanto à necessidade de mais ajustes, tais como rotacionar ou mover algum componente para facilitar a passagem das pistas.Ícone

Verifique a existência de erros que possam comprometer a PCI utilizando os comandos Tools>> ”ERC” e “Errors”. ou clique nos ícones.

Ícone

Ícone

Se não houver nenhuma indicação vamos gerar as pistas, indo em “Tools”>> “Auto” ou clique no ícone.

Ícone

Na tela apresentada (Autorouter setup), na aba General mude a opção disponível em “Preferred Direction” no item “16 Bottom” para N/A e pressione o botão OK.

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Janela Autorouter setupConforme a disposição dos componentes adotada, as trilhas serão geradas automaticamente, resultando num layout preliminar.Este layout pode ser alterado, de modo a se “ajeitar” as trilhas de maneira mais adequada, mudar os “angulos” utilizados, etc. Por exemplo, vamos deslocar as ilhas dos fios do tranformador para evitar a passagem da pista do CT pela frente da ilha PRIM2 (figura a seguir- seta amarela).

Efetuando mudanças parciais no layoutPara isto, selecione inicialmente a ferramenta “Ripup” (seta vermelha na figura a seguir) e clique sobre os segmentos das trilhas (setas amarelas) que serão alteradas.

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Usando a ferramenta Ripup para efetuar mudanças parciais no layout - antes de clicar sobre os segmentosComo resultado, teremos estas trilhas ainda não “roteadas”, ou seja, agora podemos utilizar o comando “Move” e deslocar as ilhas necessárias, trocando-se a posição das ilhas CT e PRIM2. Vá em “Tools”>> “Auto” e refaça as pistas novamente.

Usando a ferramenta Ripup para efetuar mudanças parciais no layout - após clicar sobre os segmentosO resultado destas alterações pode ser visto na ilustração em seguida. Observe que as setas indicam outro ponto que pode ser melhorado. Vamos acertar manualmente o roteamento da pista de GND, pois os parâmetros gerais do Eagle irão “forçar” esta configuração, onde por exemplo a trilha faz a curva em um ângulo reto ou passe muito próximo da ilha positiva do capacitor eletrolítico. Para isto vamos usar o roteamento manual.

Usando a ferramenta Ripup para efetuar mais mudanças - antes de clicarUtilize novamente o comando “Ripup” e clique sobre os segmentos que serão alterados.

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Usando a ferramenta Ripup para efetuar mais mudanças - após clicar nas linhasSelecione o comando “Route” e na parte superior da tela altere os pontos indicados pelas setas (escolha a opção “Wire bend” e altere o campo “Widht” para 0.05).

Escolhendo o tipo de inclinação e largura da trilhaVolte para o layout e vá refazendo a trilha, a partir das proximidades do diodo D3 e vá até o capacitor eletrolítico. Apesar de ser difícil visualizar, ainda existe uma trilha por ser roteada (seta), que fará a conexão do GND aos diodos D1, D4 e capacitor C2.

Refazendo ligaçãoPara rotearmos esta trilha vamos utilizar novamente o comando “Tools” >> “Auto” e deixar o Eagle ligá-la automaticamente. A figura a seguir mostra o resultado:

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Na aula a seguir deveremos determinar as dimensões da placa e efetuar as furações para colocação dos parafusos de suporte.

FUROS DE FIXAÇÃOAgora que o layout está pronto, vamos finalizar a PCI colocando os locais para os furos de fixação e determinar as bordas para recorte da placa de circuito impresso. Para facilitar o posicionamento ative a grade através do comando “View” >>“Grid”. Selecione On para ver a grade. Selecione o tipo de grade: pontos (Dot) ou linhas (Lines). Obs: caso o fundo (background) esteja preto, mude para branco. Para efetuar mudanças no fundo, por exemplo deixar branco vá em Options>>User Interface e faça as mudanças. Deixe o fundo (background) branco.

Modificando o fundo Para marcar os locais onde serão feitos os furos você pode usar Hole ou Via. Para colocar os locais de furação vá em “Draw” >> “Hole” ou clique emÍcone

Após essa seleção, aparecerá um menu PopUp, Drill, onde você escolherá o diametro do furo.Escolha 0.05.Caso escolha Via, vá em “Draw” >> “Via”, neste caso você tema a opção de escolher o tipo de via (Square, Round ou Octagon). No nosso exemplo usamos Via, Round. de 0.05.Posicione os 4 alvos para furação da placa.

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Lembre-se que estas “ilhas” serão usadas apenas como guia de furação e posteriormente utilizando-se uma broca de 3mm, deverão desaparecer da placa. Substituir a figura

O Layout com a grade e com 4 vias para fixação da placa O passo seguinte é ajustar a borda da placa de circuito impresso. Para isto podemos selecionar o comando “Move” e clicando-se sobre os cantos da linha de contorno deslocá-la até as posições desejadas. Obviamente que neste exemplo não nos preocupamos com dimensões mecânicas críticas e demais parâmetros referentes à caixa de montagem. Com a ferramenta “Text” você pode adicionar os textos desejados, facilitando a identificação do projeto

Layout final com furos e placa dimensionada

IMPRESSÃO DO CIRCUITO

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A última etapa consiste na impressão do circuito, seja para a documentação do projeto ou como para a fabricação da PCI através do processo de transferência térmica. Antes de imprimir seu projeto, observe que todas as informações da PCI (ilhas, pistas e serigrafia) estão visíveis e sobrepostas entre sí. Portanto, caso se imprima diretamente desta maneira teremos um resultado confuso e inútil para a corrosão da placa de circuito impresso. Antes de se imprimir é aconselhável que se “desligue” temporariamente os layers (camadas) indesejados. Deste modo podemos imprimir apenas as ilhas e pistas (para a fabricação da PCI) ou apenas a serigrafia e as ilhas (para documentação do projeto). Para isto utilizamos os comandos View>> Display/hide layers . Na tela que se apresenta, clique sobre o número do layer para desativá-lo (branco) ou ativá-lo (azul) conforme a necessidade.

Escolhendo quais camadas serão visiveis

Na figura 49 está selecionada somente o Top (linhas de cobre) para ser visivelInicialmente desative o Layer 1 - Top. Teremos o seguinte resultado:

Mostrando todos os elementos do layout, menos as trilhasAtive novamente o Layer 1 e desative o Layer 21 – tPlace. Observe que o layer 23 também é desativado automaticamente. Temos o seguinte resultado:

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Mostrando as trilhasEsta será a impressão a ser utilizada com o papel de transferência térmica, pois temos apenas os elementos que devem aparecer na face cobreada a ser corroída. Porém existe um detalhe muito importante, pois no Eagle a visão que temos da PCI corresponde a sua vista superior, olhando-se através da face de componentes, ou seja, estamos visualizando as trilhas e ilhas como se a placa de circuito impresso fosse totalmente trasnparente. Isto significa que a impressão desta vista deve ser feita de modo “espelhado”. Para isto, ao selecionarmos os comandos File>>Print devemos nos certificar que a opção Mirror esteja marcada antes de prosseguir.

Além disto, nesta tela também devemos alterar alguns parâmetros na opção “Page”. Com as alterações indicadas abaixo, podemos posicionar a impressão em qualquer parte da página permitindo um melhor aproveitamento do papel (reutilização para outras placas).

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Uma vez que estas características podem variar conforme o tipo de impressora utilizada, antes de imprimir no papel de transferência faça alguns testes de impressão em papel comum e ajuste os parâmetros conforme a impressora disponível.

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