การใช้งานโปรแกรม Eagle เบื้องต้น

เรียบเรียงจาก https://learn.sparkfun.com/tutorials/using-eagle-schematic?_ga=1.147026551.1199791657.1462871744

การใช้งานโปรแกรม Eagle เบื้องต้น ตอนที่ 1

การสร้างโปรเจคใหม่
- สร้างโฟลเดอร์โปรเจคใหม่ ในหน้าต่าง Control Panel ตรงเมนู Projects ให้คลิกขวาที่โฟลเดอร์ eagle (เป็นการสร้างโปรเจคใหม่ ให้อยู่ภายในโฟลเดอร์ eagle) จากนั้นเลือก New Project



- เมื่อสร้างโฟลเดอร์โปรเจคใหม่แล้ว ให้เปลี่ยนชื่อโฟลเดอร์โปรเจคเป็น Bare Bones Arduino ภายในโฟลเดอร์โปรเจคนี้จะมีไฟล์ eagle.epf สร้างขึ้นมาด้วย ซึ่งไฟล์ EPF จะทำหน้าที่เชื่อมระหว่างไฟล์ schematic และ board design รวมทั้งเก็บค่า settings ต่างๆของโปรเจคนี้ ที่เรากำหนดขึ้นมา ไว้ทั้งหมด




การสร้างวงจร Schematic
- เพิ่มหน้าต่าง Schematic ได้จากการคลิกที่โฟลเดอร์โปรเจค Bare Bones Arduino แล้วเลือก New -> Schematic




- จากนั้นทำการเพิ่มอุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ที่เราต้องการลงไป แล้วถึงลากเส้นสัญญาณเชื่อมระหว่างขาอุปกรณ์ต่างๆ ของวงจร
- การเพิ่มอุปกรณ์นั้น ให้คลิกที่ปุ่ม ADD (อยู่ซ้ายมือ ตรงวงกลมสีแดง) เมื่อเรากดปุ่ม ADD แล้วปรากฏหน้าต่างขึ้นมา ในหน้าต่างนี้จะแสดง Library ต่างๆของอุปกรณ์ ที่เรามีในโปรแกรมและเปิดใช้งานไว้ 




- เมื่อเราคลิกเลือกที่ตัวอุปกรณ์ใดๆ ทางด้านซ้ายมือ จะปรากฏทั้งส่วน schematic symbol และ package ของอุปกรณ์นั้นๆ ทางช่องขวามือ



- เนื่องจากว่าโปรแกรม Eagle จะมี Library มาให้ใช้งานเยอะมาก ทำให้ยากลำบากในการค้นหา วิธีที่ได้ผลรับที่ดีที่สุดคือ ให้ใส่เครื่องหมายดอกจันทร์เข้าไปที่ด้านหน้า และ/หรือ ด้านหลัง ของ Keyword อุปกรณ์ที่เราต้องการ เช่น *atmega328*

การใช้งานโปรแกรม Eagle เบื้องต้น ตอนที่ 2


ขั้นตอนการสร้างวงจร Schematic
1.สร้างกรอบหน้าต่าง (Frame) สำหรับพื้นที่วงจร Schematic เพื่อให้ดูสวยงามและเป็นระเบียบ ทำการค้นหา Library ชื่อ FRAME-LETTER แล้วคลิก OK เพื่อวางลงในหน้าต่าง Schematic ในการวาง Frame ให้เลื่อนตำแหน่งล่างซ้าย ให้ตรงกับจุดเครื่องหมายการกากบาทเล็กๆ บนหน้าต่าง Schematic แล้วคลิกเม้าส์ข้างซ้าย 1 ครั้ง





Frame ก็จะถูกวางลงบนหน้าต่าง Schematic จากนั้นกด ESC 1 ครั้งเพื่อเลือก Library อุปกรณ์ตัวอื่น หรือกด  ESC 2 ครั้งเพื่อปิดหน้าต่างเครื่องมือ ADD

2.โดยปกติเมื่อเราเพิ่มหน้าต่าง Schematic ขึ้นมานั้น จะเป็นแค่ไฟล์ชั่วคราวเฉยๆ ให้เราทำการ Save โดยไปที่เมนู File > Save แล้วตั้งชื่อไฟล์เป็น BareBonesArduino.sch (เมื่อเรา Save ไฟล์แล้ว ส่วนของหัวข้อใน Frame ก็จะเปลี่ยนตามชื่อไฟล์เราด้วย เลือกเมนู View > Redraw เพื่อดูการเปลี่ยนแปลง)




3.ทำการเพิ่มชิ้นส่วน Library ของแหล่งจ่ายไฟของวงจร จำนวน 4 ตัวตามตาราง โดยวางอุปกรณ์ไว้บริเวณบนซ้ายของกรอบ Frame






ในกรณีที่เราต้องการเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ที่วางไปแล้ว ให้กดที่ปุ่ม MOVE (อยู่ทางด้านซ้ายของหน้าต่าง Schematic)



จากนั้นไปคลิกเม้าส์ด้านซ้ายที่เครื่องหมายกากบาทสีแดงเล็กๆ ที่อยู่บริเวณอุปกรณ์แต่ละตัว แล้วเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งที่เราต้องการ ทำการคลิกเม้าส์ด้านซ้ายอีกครั้งเพื่อวาง




4.เพิ่มชิ้นส่วน Library ส่วนของไมโครโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์รอบข้าง จำนวน 6 ตัวตามตาราง โดยมี ATmega328 เป็นตัวควบคุมหลัก ในการวางนั้น เราสามารถหมุนทิศทางการวางของอุปกรณ์ได้ 4 ทิศทาง โดยการคลิกเม้าส์ด้านขาวแต่ละครั้ง ขณะที่ลาก Lbrary อุปกรณ์มาวางบนหน้าต่าง  Schematic





5.ทำการเพิ่มชิ้นส่วน Library ของคอนเนตเตอร์ จำนวน 3 ตัวตามตาราง โดยตัวที่ 1 เป็นคอนเนตเตอร์ 8 ขา สำหรับเชื่อมต่อเข้ากับพอร์ต analog ของ ATmega328 ตัวที่ 2 เป็นคอนเนตเตอร์ 6 ขา สำหรับการโปรแกรมแบบอนุกรม ตัวสุดท้ายเป็นคอนเนตเตอร์ 2x3 ขา ไว้สำหรับการโปรแกรมแบบ ICSP

การใช้งานโปรแกรม Eagle เบื้องต้น ตอนที่ 3

การเชื่อมขาสัญญาณของวงจร

- ทำการเชื่อมต่อขาสัญญาณของอุปกรณ์ โดยใช้เครื่องมือ NET ไม่ใช่เครื่องมือ WIRE (WIRE ใช้สำหรับวาดเส้นเฉยๆ)





- เมื่อเลือกเครื่องมือ NET แล้ว ให้คลิกเมาส์ด้านซ้ายที่ปลายขาสัญญาณของอุปกรณ์ จากนั้นจะมีเส้นสีเขียววิ่งตามเมาส์เราไป ให้เลื่อนเมาส์ไปคลิกด้านซ้ายอีกครั้งที่ปลายขาสัญญาณของอุปกรณ์หรือเส้นสัญญาณที่เราต้องการเชื่อมต่อ

โดยปกติ ขาสัญญาณของอุปกรณ์ที่เราต้องเชื่อมต่อ จะเป็นเส้นสีแดง บางๆ ยื่นออกมาในแนวนอน บางอุปกรณ์จะมีป้ายกำกับหมายเลขขาอุปกรณ์ติดอยู่ด้วย ในการเชื่อมเส้นสัญญาณให้เรามั่นใจว่า เราเชื่อมที่ปลายสุดของขาอุปกรณ์นั้นจริงๆ

- เริ่มจากเชื่อมต่อขาสัญญาณในการแหล่งจ่ายพลังงาน ซูมไปที่ด้านบนซ้ายของเฟรม แล้วเชื่อมต่อขาสัญญาณของอุปกรณ์ตามรูป 





เมื่อใดก็ตาม ที่เส้นเชื่อมสัญญาณจากสองทิศทางตัดกัน แล้วเกิดเป็น junction node (จุดสีเขียวใหญ่) แสดงว่าทั้งสองเส้นเชื่อมต่อเป็นสัญญาณเดียวกัน แต่ถ้าตัดกันเฉยๆ ไม่มี junction node แสดงว่าเป็นคนละเส้นสัญญาณกัน





- เชื่อมต่อขาสัญญาณในส่วนของวงจร ATmega328 ให้ทำการเชื่อมขาสัญญาณอุปกรณ์ ATmega328 เข้ากับอุปกรณ์รอบข้าง อาทิเช่น LED, คอนเนคเตอร์, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ และ แหล่งจ่ายไฟ VCC/GND



การใส่ชื่อ ( NAME) และป้ายกำกับ (LABEL)
จากนั้นเรามาทำการเชื่อมต่ออุปกรณ์ส่วนที่เหลือ ซึ่งไม่ง่ายเลย ที่จะลากเส้นเชื่อมต่อให้ดูสะอาด เป็นระเบียบเรียบร้อย อย่างเช่นการเชื่อมต่อขา TXO ของ J4 เข้ากับขา RXD ของ ATmega ซึ่งสามารถทำได้ แต่มันดูไม่สวยงาม เราจะใช้วิธีการใส่ชื่อกำกับต้นขั้วให้แต่ละขา โดยไม่ซ้ำกัน แทนการลากเส้น
- ลำดับแรกมาเริ่มจากการต่อขาของ serial connector ทั้ง 6 ขา ให้ยาวขึ้นมาอีกนิดหนึ่ง โดยใช้เครื่องมือ NET เมื่อเลือกเครื่องมือ NET แล้วให้คลิกซ้ายที่ปลายขาของคอนเนคเตอร์ จากนั้นลากเส้นไปทางด้านขวาสัก 2-3 ความกว้างช่องกริด แล้วกดปุ่ม Esc เพื่อระบุว่าสิ้นสุดการลากเส้น ทำให้ครบทุก 6 ขา จะได้ตามรูป

- ต่อไปเราจะใช้เครื่องมือ NAME ในการกำหนดชื่อของแต่ละขาที่เราต่อออกมาทั้ง 6 ขาก่อนหน้านี้ เมื่อเลือกเครื่องมือ NAME แล้วเริ่มจากไปคลิกที่ขาบนสุดของคอนเนตเตอร์ J4 (ขา GND)

จากนั้นจะมีหน้าต่างไดอะล็อกใหม่ขึ้นมา ให้ลบชื่อที่โปรแกรมตั้งให้อัตโนมัติออกไป เช่น N$14 แล้วเปลี่ยนเป็น GND จากนั้นจะมีหน้าต่างคำถามขึ้นมาว่า คุณต้องการเชื่อมขานี้เข้ากับทุกขาในวงจรที่มีชื่อขาว่า GND หรือไม่ ให้ตอบ Yes

-จากนั้นเราจะมาทำป้ายกำกับ (LABLE) ให้กับขา GND ที่เรากำหนดชื่อไปก่อนหน้านี้ โดยการเลือกเครื่องมือ LABLE จากแถบเครื่องมือ Tools ด้านซ้ายมือ เมื่อเลือกได้แล้วให้ไปคลิกซ้าย จะมีข้อความคำว่า GND ขึ้นมา จากนั้นให้เลื่อนหาตำแหน่งวางที่เหมาะสม คลิกซ้ายอีกครั้งเพื่อวาง

- ให้ทำขั้นตอนนี้กับอีก 5 ขาที่เหลือ (ข้อสังเกต : ขา TXO ให้ตั้งชื่อว่า RX และขา RXI ให้ตั้งชื่อว่า TX) และตรงตำแหน่งตั้งชื่อ VCC จะมีหน้าต่างคำถามขึ้นมาว่า คุณต้องการเชื่อมขานี้เข้ากับทุกขาในวงจรที่มีชื่อขาว่า VCC หรือไม่ ให้ตอบ Yes เมื่อเสร็จแล้วจะได้หน้าตาตามรูปด้านล่าง



- ทำการตั้งชื่อ (NAME) RX, TX และ DTR บน ATmega328 เมื่อเสร็จแล้วจะทำให้ LABEL ที่มีชื่อ (NAME) เหมือนกันเชื่อม (NET) เข้าหากัน

- ทำการตั้งชื่อ (NAME) และปักป้ายกำกับ (LABEL) ให้กับ 2x3 AVR SPI Connector ตามรูป (MOSI, MISO, SCK, และ RESET)



- ทำการตั้งชื่อ (NAME) MOSI, MISO, SCK และ RESET บน ATmega328 เมื่อเสร็จแล้วจะทำให้ LABEL ที่มีชื่อ (NAME) เหมือนกันเชื่อม (NET) เข้าหากัน



- จะได้วงจร Schematic ที่สำเร็จ ดังรูปด้านล่าง

เคล็ดลับและคำแนะนำ

Names and Values (ชื่อและค่าของอุปกรณ์)