Witam w części trzeciej. Skoro tworzenie nowych projektów mamy już opanowane - i to w dwojaki sposób - przyszedł czas na narysowanie pierwszych schematów. Na początek oczywiście musimy co nieco poznać program Eeschema, który do tego celu właśnie służy.
Stworzymy sobie projekt na podstawie naszego szablonu by zachować nasze wstępne ustawienia. Kto chce może rozpocząć też od pustego projektu i skonfigurować go jak w części pierwszej.
Jak przystało na forum projektowo-programistyczne na schemacie wykorzystamy jakiś mikroprocesor/mikrokontroler, który co poniektórzy będą mogli sobie później oprogramować. Mój wybór padł na układ z rodziny AVR... Nie! Nie będzie to ATmega8, nieustający hit u konkurencji. Wykorzystajmy prosty 8-nóżkowy układ ATtiny25 do którego podłączymy pewne proste peryferia. Zatem zaczynajmy.
Konfiguracja docelowego projektu
Pierwsze co musimy zrobić to ustawić jeszcze kilka potrzebnych rzeczy. Pomimo, że mamy już wstępną konfigurację projektu za sobą, to pominęliśmy jedną z bardzo istotnych rzeczy.
Obecnie nasza konfiguracja przewiduje, że korzystamy tylko z bibliotek symboli umieszczonych w globalnej tabeli bibliotek. W niej domyślnie umieszczono wszystkie biblioteki jakie instaluje program. Można to tak zostawić, ale będzie to miało pewne konsekwencje. Podczas przeglądania bibliotek w poszukiwaniu potrzebnych elementów zostaną one wszystkie najpierw wczytane do pamięci RAM. Co prawda w bieżących realiach raczej jej nam nie zabraknie, gdyż systemy operacyjne wymuszają by posiadać jej wystarczającą ilość, ale proces ich wczytywania może być znacznie wydłużony - zwłaszcza dla posiadaczy komputerów osobistych nie posiadających szybkich dysków. Nawet posiadając w miarę szybki dysk SSD ich wczytanie trwa niestety ok. 6-8 sekund.
Jestem zdania, że dla każdego projektu powinniśmy określić sobie jakie biblioteki symboli będą w nim użytkowane i ograniczyć ich ilość do minimum. Jest to bardzo ważne w przypadku schematów, gdyż KiCad - a właściwie Eeschema, który jest tu edytorem schematów - intensywnie korzysta z zewnętrznych bibliotek, bo wszystkie symbole jakie znajdą się na schemacie są w nich przechowywane. Nie są zaszyte w pliku schematu. Jeśli chcemy użyć symbolu mikrokontrolera ATtiny25 to musimy mieć dostępną bibliotekę tychże mikrokotrolerów. To samo będzie się działo w przypadku rezystorów, kondensatorów, itp.
Dlatego też pierwsze kroki powinniśmy skierować do menu Ustawienia gdzie znajdziemy taką pozycję jak Zarządzaj bibliotekami symboli. Po jej uruchomieniu pokaże się znane nam już okno konfiguracji.
Widzimy tam dwie zakładki, na których wyświetlana jest lista bibliotek w formie tabeli. Pierwsza zakładka to Biblioteki globalne. Obecnie znajduje się tam spora lista bibliotek jakie zainstalowane zostały w systemie. Biblioteki te jak sama nazwa wskazuje są globalne, zatem będą dostępne dla każdego otwieranego w naszym systemie projektu.
Uwaga Ich globalność polega na tym, że ta konfiguracja jest zapisana w danych użytkownika a nie w danych programu. Stąd każdy użytkownik komputera może mieć własną konfigurację bibliotek globalnych. Może to powodować znaczne utrudnienia przy przenoszeniu projektów.
Na drugiej zakładce Biblioteki własne projektu znajdziemy - obecnie pustą - listę bibliotek, które byłyby dostępne tylko dla aktualnie otwartego projektu. Są to tak zwane biblioteki lokalne. Informacja o konfiguracji tej listy jest zapisywana w folderze projektu, zatem przenosi się razem z projektem. Generalnie mia to służyć do odwoływania się do bibliotek wykorzystanych tylko w danym projekcie, zwłaszcza tych, które umieścimy również w folderze projektu. Dzięki temu możemy utworzyć kompletny i niezależny projekt, który będzie można bezproblemowo przenosić lub publikować.
Już wiemy jak to działa, więc dokonajmy tam takich zmian, by wykorzystać dostępne możliwości. Pierwsze, co należy zrobić to z globalnej tabeli bibliotek pousuwać biblioteki, których na pewno nie będziemy używać zawsze. Proponuję by na tej liście zostawić tylko następujące biblioteki:
- Connector_Generic - zwierającą ogólne złącza o różnej ilości wyprowadzeń,
- Device - zawierającą podstawowe symbole: rezystory, kondensatory, diody, itp.
- Diode - zwierającą same diody, ale już skojarzone z odpowiednimi typami,
- Mechanical - zawierające pewne elementy mechaniczne jakie się nam mogą przydać,
- Switch - zawierającą różne przełączniki i przyciski,
- Transistor_BJT - zawierającą popularne tranzystory złączowe,
- Transistor_FET - zawierającą popularne tranzystory polowe i MOSFET,
- power - zawierające symbole szyn zasilających.
Pro tip Jeśli ktoś uważa, że będzie korzystać stale z kilku innych bibliotek których nie wyszczególniłem to nic nie stoi na przeszkodzie by zostawił je na liście.
Aby pousuwać pozostałe należy je pozaznaczać klikając na numery poszczególnych rzędów z wykorzystaniem klawisza Ctrl (zaznaczenie wielokrotne) i posłużyć się przyciskiem u dołu Usuń bibliotekę.
Teraz przełączmy się na drugą zakładkę, gdzie dodamy biblioteki jakie oprócz tych powyżej użyjemy w tym projekcie. Pamiętacie z części pierwszej jak dodawać kolejne biblioteki? Trzeba tylko kliknąć na Przeglądaj biblioteki... i tylko odszukać w systemie plików. Biblioteki instalowane razem z programem rezydują w `C:\KiCad5\share\kicad\library' i są to pliki z rozszerzeniem *.lib.
Zatem zróbmy tak by na liście znalazły się jeszcze:
- MCU_Microchip_ATtiny - gdzie mamy między innymi naszego AVRka,
- Regulator_Linear - zawierającą regulatory napięcia,
- Relay - zawierającą przekaźniki.
Pro tip Jeśli mamy własne biblioteki lub biblioteki utworzone specjalnie dla danego projektu, to zawsze dodawajmy je właśnie do tej listy.
Jak widać listy bibliotek są już ograniczone do minimum. W tej chwili to wszystko co powinniśmy wiedzieć na temat konfigurowania bibliotek standardowych na potrzeby edycji schematu pierwszego projektu.
Będąc już w temacie konfiguracji to może zauważyliście, że w prawym dolnym rogu każdego arkusza znajduje się tabliczka tytułowa. Wiele osób zupełnie pomija jej znaczenie. My by nauczyć się dobrych nawyków skonfigurujemy ją również. Ale jak to zrobić? Do tego służy okno konfiguracji wywoływane z menu Plik -> Ustawienia strony....
W tej chwili mamy puste pola. Wpiszmy więc datę w polu Data. Aby wpisać datę bieżącą można skorzystać z przycisku <<<. W polu Tytuł wpiszemy nazwę identyfikującą projekt. Możecie wpisać cokolwiek, ja wpiszę sobie "Pierwszy mały projekt". A w polu Komentarz1: "Pierwszy projekt przykładowy do nauki rysowania schematów". Po kliknięciu OK ramka wypełni się danymi.
Pierwszy projekt jednoarkuszowy
Dlaczego "jednoarkuszowy"? Otóż, w Eeschema możemy rysować schematy na arkuszu jaki widzimy tuż po starcie programu. Jeśli nasz schemat się nie zmieści na nim, to zawsze możemy wybrać większy arkusz/stronę. Robi się to zmieniając rozmiar strony w poznanym już oknie Ustawienia strony....
W przypadku skomplikowanych projektów warto posłużyć się tak zwanymi arkuszami hierarchicznymi by podzielić projekt na małe części, nad którymi łatwiej zapanować i które to możemy zagnieździć na różnych poziomach. Stąd nazwa "arkusze hierarchiczne". Do tego typu schematów oczywiście wrócimy później, ale teraz by nie komplikować sprawy skupmy się na pojedynczym arkuszu.
Na początek potrzebne nam będzie tylko kilka narzędzi. Wszystkie znajdziemy na pasku narzędzi znajdującym się po prawej stronie.
Rozpocznijmy od wstawienia na schemat podstawowych elementów składowych naszego układu. Zatem klikamy na ikonę wstawiania symboli z biblioteki. Można też z klawiatury wcisnąć A (od Add symbol). Otworzy się okno gdzie wyświetli się nam lista bibliotek w formie drzewa - obecnie zwiniętego. Jak widać z nagłówka już taka minimalna ilość bibliotek dała nam do dyspozycji ponad 2000 elementów. Jak się w tym połapać...?
W zasadzie prosto. Już wiemy co może kryć się w poszczególnych bibliotekach, dlatego rezystorów zapewne poszukamy w 'Devices', przekaźnika w 'Relays', itp. Ale aby nie przedzierać się przez całe drzewo wykorzystajmy pole do wpisywania frazy do wyszukania. Wyszukiwarka pozwoli nam wpisywać częściowe nazwy poszukiwanych elementów, a drzewo będzie się odpowiednio rozwijać jak rozpoczniemy wpisywanie. Spróbujmy z naszym ATtiny25.
Już przy pierwszej literce "a" rozwinie się biblioteka z układami ATtiny, ale dalej będzie to sporo elementów do wyboru. Piszmy zatem dalej, lista będzie się dynamicznie zmieniać w trakcie pisania. Jak wpiszemy "attiny25" to lista ulegnie drastycznemu skróceniu do zaledwie kilku elementów. Będą to wszystkie układy ATtiny25, z różnymi wersjami obudów i gradacją prędkości. Wybieramy tą z obudową SOIJ-8 czyli ATtiny25-10SU. Jak tylko dokonaliśmy wyboru pokaże się symbol układu i garść informacji o nim.
Ale to nie wszystkie możliwości wyszukiwarki. Wyszukiwanie jest na tyle inteligentne, że będzie przeszukiwać nie tylko nazwy elementów, ale także ich udostępnione opisy. Na przykład wpisując "4k Flash" okno zaserwuje nam wszystkie układy ATtiny jakie posiadają słowa "4k" i "Flash" umieszczone w opisach. Spróbujcie...
Klikamy OK. Okno się zamknie, a nasz symbol "przyklei" się do kursora, zachęcając do jego postawienia gdzieś w polu schematu. Oczywiście jako główny element wstawiamy go gdzieś na środek. Jeśli skorzystamy z kółka w myszy, będzie można przybliżyć widok by bardziej dokładnie go pozycjonować.
Pora teraz na pozostałe elementy. Znów klikamy w ikonę dodawania symboli lub wciskamy "A". Tym razem poszukujemy rezystora. Już samo wpisanie "R" w filtr znajdzie nam na pierwszym miejscu zwykły rezystor. Znów klikamy OK i wstawiamy w schemat rezystor. Na chwilę obecną gdzieś obok, później go przesuniemy. Ale, ale... Tych rezystorów, czy kondensatorów będziemy potrzebować więcej. Przy każdym trzeba będzie się przebijać przez to okno?
Okazuje się, że nie. Mamy dwie możliwości:
1. Jak już wstawimy rezystor na schemat to Eeschema zapamięta nasz ostatni wybór i korzystając z klawisza Insert, będziemy mogli szybko wstawić kolejny rezystor. Klawisz Insert to taki powtarzacz, który przyda się też w innym miejscu, ale do tego dojdziemy.
2. Jak już mamy jakiś element na schemacie, a chcemy go powielić to możemy najechać na niego kursorem i wciskając klawisz "C" (od Clone) powielić go.
I tu nieco wybiegniemy w przyszłość. Może zauważyliście, że domyślnie nasze rezystory mają wartość "R". Przy powielaniu będziemy mieć stado rezystorów "R", którym potem trzeba będzie nadać właściwe wartości. Wyobraźcie sobie 32-bitową magistralę, którą trzeba podciągnąć rezystorami 10k. 32 razy wpisywać 10k dla każdego z nich? Tutaj też program nam w tym pomoże.
W przypadku pierwszym, jeśli zechcemy wykorzystać klawisz Insert, to przed postawieniem pierwszego elementu - jak element będzie jeszcze przyklejony do kursora - naciśnijmy klawisz "E" (od Edit) na klawiaturze. Otworzy nam się okno z właściwościami elementu. W polu Wartość wpiszmy 10k i kliknijmy OK. Dzięki temu od razu wstawimy rezystor 10k, a i kolejne wstawiane klawiszem Insert będą miały te wartości już wpisane.
Pewnie się domyślacie, że w przypadku klonowania klawiszem "C" wartości również się powielają. Jeśli tak, to znakomicie! Znów umiecie coś co ułatwi Wam pracę, a często się o takich rzeczach później zapomina. Stąd warto to przećwiczyć. Polecenie klonowania przyda się nie tylko teraz, bo to polecenie działa bez warunków wstępnych, nieco odmiennie do polecenia z wykorzystaniem klawisza Insert, które po zmianie narzędzia zapomina co ma powtarzać. Zatem jeśli coś potrzebujemy znów na schemacie, to warto to sklonować z już istniejącego elementu.
Pro tip Polecenie klonowania klonuje cały symbol, wraz z jego pozostałymi właściwościami jakie mu wcześniej nadaliśmy.
Poznanymi sposobami dodajmy kolejne elementy schematu:
- rezystory 10k - 4 sztuki,
- kondensatory 100nF - 4 sztuki - w bibliotece jako 'C',
- kondensatory elektrolityczne - dwie sztuki 100uF i 10uF - w bibliotece jako 'CP',
- potencjometr 10k - w bibliotece jako 'POT',
- stabilizator 5V - w bibliotece jako 'L7805',
- termistor 10k - w bibliotece jako 'Thermistor_NTC',
- dioda 1N4148 - w bibliotece jako '1N4148',
- złączkę dwupinową - 2 sztuki - w bibliotece jako 'Conn_01x02',
- przekaźnik RM50 - w bibliotece jako 'RM50-xx21'.
Na razie umieśćmy je gdzieś poniżej mikrokontrolera. Za chwilę nauczymy się je przemieszczać i obracać jeśli zajdzie taka potrzeba .
Przemieszczanie elementów można wykonać na dwa sposoby: przemieścić kolejno element po elemencie lub przemieścić cały blok elementów w inne miejsce. Zacznijmy od tego prostszego i wykorzystamy polecenie zwykłego przesuwania elementów. Można go wywołać umieszczając kursor nad wybranym elementem, kliknięcie prawym klawiszem myszy w celu wywołania podręcznego menu, a tam Przesuń symbol (tu nazwa). Wtedy znów element przyklei się do kursora i będziemy mogli go swobodnie przesunąć gdzie trzeba. I znów aby sobie ułatwić możemy skorzystać ze skrótu klawiaturowego, w tym wypadku "M" (od Move). Weźmy na przykład jeden z kondensatorów 100n i umieśćmy go przy procesorze z prawej strony.
Mamy już filtrowanie zasilania. Kontynuujmy kwestię zasilania układu. Przesuńmy też na prawo stabilizator, parę kondensatorów i jedno ze złącz, i ułóżmy te elementy tak by już przypominały jakiś normalny schemat.
No, nie wygląda to najlepiej. Gdyby jeszcze stabilizator miał odwrotnie nóżki to takie umieszczenie może miałoby jakiś sens. Oczywiście program ma takie polecenia, ale teraz jak już mamy taką grupę elementów, przećwiczmy teraz możliwość przesuwania bloków. Najpierw trzeba zaznaczyć taki blok. W przypadku przesuwania nie ma tutaj zbyt wiele komplikacji. Umieszczamy kursor gdzieś powyżej grupy z lewej jej strony i wciśnijmy lewy klawisz myszy. Przytrzymując go i przesuwając mysz wykonujemy zaznaczanie bloku, kursor zmienia się w strzałki kierunkowe. Widzimy też jak rysuje się nam prostokąt. Jak już wszystkie elementy do przesunięcia znajdą się w prostokącie puszczamy lewy klawisz. Cały blok przykleja się do kursora, który zmienia się w kształt palca. Całość przesuwamy gdzieś nad procesor i klikamy lewym klawiszem, by zatwierdzić jego nowe położenie. Wcale nie było to takie trudne, prawda?
Ale w dalszym ciągu nurtuje nas nieco nieodpowiednie położenie złącza. Wypadałoby by korpus był z lewej, a wyprowadzenia z prawej. W tym miejscu pomogą nam kolejne polecenia. Z menu podręcznego wywołanego nad złączem wybierzmy Zorientuj element. Mamy tam do dyspozycji: Obróć blok w prawo/lewo, oraz Odbij poziomo/pionowo. W zależności jak chcemy zorientować element należy użyć odpowiedniej opcji; tu najlepszą będzie odbicie pionowe. Teraz już wygląda to nieco lepiej.
Jak zwykle w takich przypadkach są dostępne tez skróty na klawiszach: "R" dla obrotu w prawo, "X" dla odbicia w osi X czyli poziomo, "Y" dla odbicia w osi Y czyli pionowo.
Pro tip Ci, którzy przypadkowo źle ustawili kursor zauważyli, że obrócona została np. wartość elementu lub jego oznaczenie zamiast całego elementu. Takie zachowanie jest jak najbardziej prawidłowe. Można poleceniami z klawiatury obracać lub też przesuwać poszczególne opisy wokół elementów jeśli zajdzie taka potrzeba.
Myślę, że znając te podstawowe polecenia nie będzie dla Was problemem zrobienie szkieletu schematu z wstępnie ułożonymi elementami. Do dzieła! Ja dla przykładu ułożyłem to w ten sposób jak na poniższym obrazku. Oczywiście nie jest to idealny schemat, ale tu nie o to chodzi by było on teraz w pełni poprawny w kwestii wizualnej. To przyjdzie z czasem.
Można by już teraz rozpocząć rysowanie połączeń, ale jak myślicie... Czy ciągnięcie przez cały schemat połączeń zasilania byłoby dobrym pomysłem? Jeśli uważacie że nie, to bardzo dobrze. Da się to uprościć by nie zaciemniać schematu z wykorzystaniem specjalnych elementów udających szyny zasilania. W nomenklaturze KiCad-a zwie się je portami zasilania. Do ich wstawiania służy osobne polecenie, tuż poniżej poznanego wcześniej dla pozostałych symboli.
Info W zasadzie takie dodatkowe polecenie nie jest potrzebne, bo porty zasilania są umieszczone w normalnej bibliotece i można by je wstawiać tak jak normalne elementy. Projektanci Eeschema jednak podzielili to na dwa narzędzia by było nieco przejrzyściej.
Kliknijmy zatem polecenie Dodaj port zasilania - ikona "uziemienia". Otworzy się standardowe okno wyboru elementu z biblioteki, ale na liście będzie pokazana tylko zawartość biblioteki `power`. Nasz układ będziemy zasilać z 5V, stąd wyszukajmy taki port: "+5V".
Umieśćmy kilka portów, jeden przy wyjściu stabilizatora, drugi przy zasilaniu procesora, trzeci przy rezystorach po lewej.
Teraz tą samą metodą znajdźmy drugi potrzebny port: "GND". Wstawimy ich nieco więcej. Dla wszystkich elementów mających mieć połączenia z masą dodajmy po jednym.
O samych portach zasilania słów kilka. Porty zasilania to specjalne symbole, które występują na schemacie, ale nie ma ich na liście elementów. Wszystko przez to, iż w oznaczeniu (Ukrytym przed naszymi oczami!) występuje znak kratki: '#'.
Pro tip Dowolny element mający znak kratki w swojej nazwie nie pojawi się na liście elementów. Dlatego, jeśli jakiś element jest na schemacie, ale nie ma go w wykazie elementów to należy sprawdzić jego oznaczenie. Może się okazać, że przez pomyłkę wpisaliśmy tam ten specjalny znak.
Porty zasilania przypięte do jakiegoś połączenia nadają mu nazwę, tożsamą z nazwą portu zasilania. Np. wstawiając port "GND" lub kilka takich portów, tworzymy połączenie o nazwie "GND" i takie połączenie będzie globalne dla całego schematu.
Co więcej porty "przyciągają" też do siebie piny, które normalnie są ukryte. Wystarczy, by miały taką samą nazwę jak port. Ale to tego jeszcze wrócimy w stosownym czasie.
U mnie przykładowy schemat wygląda teraz tak:
Już nam się klaruje się kompletny schemat.
Rysowanie prostych połączeń
Do tworzenia połączeń pomiędzy symbolami na schemacie możemy wykorzystać następujące narzędzia:
1. Dodaj połączenie - które dodaje "zwykłe" połączenia, domyślnie są to "nitki" w kolorze zielonym.
2. Dodaj magistralę - które dodaje "kontener połączeń", gdzie można umieścić grupę połączeń odpowiednio je nazywając i numerując.
3. Dodaj etykietę - które pozwala na nazywanie określonych połączeń i spinanie ich w jedno połączenie pod podaną nazwą, ale tylko w obrębie jednego arkusza schematu.
Nasz schemat nie jest na tyle skomplikowany by wykorzystać magistrale, zatem w tej chwili ograniczymy się do pozostałych dwóch.
Być może zauważyliście, że na końcówkach wyprowadzeń znajdują się małe kółeczka, są to miejsca skąd mogą wychodzić połączenia i do których także połączenia muszą trafiać. Jeśli nasze połączenie kończyło by się w innym miejscu końcówki wyprowadzenia to nie stanowi to poprawnego połączenia.
Spróbujmy narysować pierwsze połączenie. Niech będzie to połączenie pomiędzy pinem 1 złącza zasilania, a wejściem stabilizatora. Wybieramy zatem polecenie Dodaj połączenie. Kursor zmieni się w ołówek i będzie można rysować połączenia biegnące po widocznej siatce.
Aby rozpocząć połączenie klikamy w obrębie kółeczka - jest to tzw. punkt aktywny - na pinie 1 złącza i przesuwamy mysz w prawo. Widać jak ciągnie się zielona linia, która jest właściwym połączeniem. Przeciągnijmy ją w obręb kółka pinu 1 stabilizatora. Teraz kliknięcie i... gotowe! Zauważcie, że oba kółeczka zniknęły, co jest dodatkowym wskazaniem, że utworzyliśmy działające połączenie.
Do stawiania połączeń też możemy wykorzystać skrót klawiszowy: jest nim klawisz W (od Wire, czyli po prostu drut). Tu jednak rozpoczęcie połączenia dzieje się natychmiast, zatem by rozpocząć połączenie za pomocą klawiatury musimy być już "właściwie" ustawieni. Po przeciągnięciu połączenia w miejsce docelowe znów naciskamy W.
A co jeśli to połączenie nam się nie podoba? Nic prostszego. Wystarczy najechać na takie połączenie kursorem i nacisnąć klawisz Delete. To samo można wykonać naciskając prawy przycisk myszy i z menu podręcznego wybrać Usuń połączenie.
To jednak nie koniec tego połączenia. Przecież mamy poniżej kondensatory, które też musimy tu podłączyć. Sytuacja jest analogiczna, rozpocznynamy od kółek na pinach kondensatorów. Ale gdzie to połączenie przeciągnąć, skoro znikneły nam punkty aktywne? Dalsze połączenia możemy przypinać do istniejących połączeń! Wystarczy zakończyć połączenie na istniejącej linii.
Jeśli zakończycie połączenie na istniejącej linii program automatycznie stwierdza, że tu kończymy i doda nam kropki - tzw. węzły, tak jak na normalnych schematach - które oznaczają, że dopięliśmy się do tego połączenia.
Ktoś może zapytać, co się stanie jak linie połączeń będą się krzyżować, czy program też doda nam węzły? Nie. Program jest na tyle inteligentny, że takie przecięcie linii nie będzie ich połączeniem. Chyba, że zdecydujemy o tym sami wstawiając tam taki arbitralny węzeł.
To teraz coś trudniejszego. Jak pin numer 2 złącza dołączyć do GND? Przecież musimy nieco połamać połączenie by te dwa punkty połączyć. Wbrew pozorom to bardzo proste. Rozpoczynamy połączenie z pinu złącza i ciągniemy je nieco w prawo. Teraz klikamy lewym klawiszem myszy lub wciskamy W i... prowadzimy połączenia dalej już w innym kierunku. Tym prostym sposobem, możemy każde połączenie posegmentować by ominąć przeszkody. Co więcej, program przy prostych zakrętach może sam łamać połączenia. Wystarczy w pewnym miejscu zmienić kierunek ruchu myszą, a program sam zaproponuje dwa segmenty.
W przypadku połączeń łamanych inaczej działa polecenie usuwania połączenia. Zwykłe usuwanie usunie nam tylko jeden odcinek połączenia, pozostawiając pozostałe. Można je kolejno usuwać, ale w menu podręcznym jest do tego też specjalne polecenie: Usuń do węzła, które usunie wszystkie segmenty takiego połączenia znajdujące się pomiędzy dwoma węzłami. Jako węzły będą traktowane normalne węzły, które sami wstawimy jak i te automatyczne, a także końcówki połączeń trafiające na punkt aktywny pinu jeśli nie będzie więcej węzłów.
Info Właśnie dlatego, że końce połączeń w miejscu końcówek pinów są traktowane jako węzły, program przy kończeniu dwóch połączeń w takim punkcie nie dodaje węzła (widać to na następnym obrazku przy symbolu GND) i trzeba go wstawić samemu. Jest to pewna niedogodność.
Korzystając już z powyższej podstawowej wiedzy o prowadzeniu połączeń możemy pociągnąć resztę połączeń na schemacie.
Nie podłączyliśmy jeszcze przekaźnika do mikrokontrolera i to połączenie chciałbym wykonać inną metodą: z użyciem etykiety. Często zachodzi potrzeba by pewne fragmenty schematów umieszczać w innych miejscach na arkuszu by je wyraźnie oddzielić lub poprawić czytelność. Np. umieszczamy całą grupę wejść z czujników i ich elementów dopasowujących w jednym miejscu. Taki podział schematu na "bloki" jest bardzo często stosowany. Problem może się pojawić później przy połączeniach, które musielibyśmy potem prowadzić przez cały arkusz schematu.
Oczywiście można tak zrobić, ale ciężko się potem połapać w takich długich liniach, zwłaszcza jak obok siebie biegnie ich kilka. I tu z pomocą przychodzą właśnie etykiety, dzięki którym możemy nie tylko ponazywać połączenia, ale też prowadzić je "bezprzewodowo". Wszystko przez to, że połączenia z nadaną taką samą etykietą automatycznie się łączą w obrębie jednego arkusza schematu.
Kliknijmy zatem na polecenie Dodaj etykietę lub skorzystajmy z klawisza "L" (od Label). Kursor ponownie zmienia postać, co oznacza, że polecenie nadawania etykiet jest teraz aktywne. Kliknijmy jeszcze raz w okolicy połączenia katody diody z przekaźnikiem - nie musimy klikać w połączenie. Otworzy się okienko, gdzie program poprosi o wpisanie nazwy etykiety.
Jak skonstruować poprawną nazwę naszej etykiety? W zasadzie treść może być dowolna, ale są pewne ograniczenia. Etykieta nie może być dłuższa niż 32 znaki, powinna też rozpoczynać się literą i zawierać tylko znaki alfabetu oraz cyfry (Oraz pewien problematyczny znak specjalny, który celowo pominę). Te ostatnie ograniczenia nie są przeszkodą narzucaną przez program, ale przez inne czynniki.
Ponieważ etykieta powinna też przekazywać pewną informację np. o sygnale jaki przenosi, to tu proponuję wpisać jako nazwę: GRZALKA.
Za pomocą pozostałych opcji z tego okienka możemy sobie zmienić rozmiar etykiety i rodzaj czcionki lub też orientację. Będzie to miało wyłącznie efekt wizualny, dla istoty samego połączenia nie ma to znaczenia.
Po kliknięciu OK, etykieta przykleja się do kursora i będzie można ją umieścić na schemacie. Ale etykieta też ma swój punkt aktywny o, którym należy pamiętać. Ten punkt jest zaznaczony małym kwadracikiem. I właśnie tym kwadracikiem należy trafić na połączenie, by poprawnie nadać mu etykietę. Jeśli etykieta zostanie poprawnie przypięta, kwadracik zniknie.
Uwaga Parę razy widziałem schematy, gdzie ktoś umieścił etykietę w punkcie przecięcia dwóch połączeń. Takich rzeczy należy bezpardonowo unikać, ponieważ potem nie bardzo wiadomo do którego połączenia przypięliśmy tą etykietę. A to już poważne zagrożenie dla poprawności finalnego obwodu drukowanego.
Teraz możemy najechać kursorem tak, by punkt aktywny etykiety pokrył się z linią połączenia i ponownie klikamy. Zatem z jednej strony mamy już sprawę załatwioną, ale co po drugiej stronie takiego "bezprzewodowego" połączenia? Chcemy przecież podłączyć przekaźnik do portu PB3 mikrokontrolera, a tam mamy tylko samą końcówkę. Jeśli chcielibyśmy przypiąć taką samą etykietę to jest treść nachodziłaby na symbol! Można to zrobić tak, by zmienić orientację etykiety na "Prawo" by punkt aktywny był po prawej, ale to nie wygląda przecież elegancko.
Moim zdaniem najlepiej jest narysować krótkie połączenie od pinu PB3, tak by treść etykiety zmieściła się na nim. I tu możemy się spotkać z pewnym problemem, gdyż jeśli nie kończymy połączenia na innym punkcie aktywnym to program zakończy tylko dany segment i chce ciągnąć połączenie dalej. Aby zatem zakończyć takie połączenie w pustym obszarze należy kliknąć dwukrotnie. Program tylko oznaczy "pusty" koniec kwadracikiem, sądząc, że później do tego połączenia jeszcze wrócimy. My jednak nie będziemy kontynuować tego połączenia później, ale przypniemy do niego etykietę.
Uwaga! Nie można zakończyć połączenia w pustym miejscu arkusza schematu korzystając ze skrótu klawiszowego "W". By zakończyć takie połączenie trzeba wcisnąć klawisz End.
Skoro zalążek połączenia mamy już narysowany to najeżdżamy kursorem na etykietę GRZALKA i klonujemy ją. Następnie przesuwamy się z nią nad połączenie z PB3 i stawiamy. Wcale nie musimy trafić punktem aktywnym etykiety w pozostawiony punkt aktywny połączenia. Wystarczy, że trafimy w połączenie.
Dlaczego użyłem klonowania? Uważam to za najbardziej bezpieczną opcję przy etykietach. Nie mamy możliwości wtedy popełnienia błędu przy ponownym wpisywaniu nazwy. Zwykła literówka, lub pomylenie zera z "O" utworzy nam dwie różne etykiety i wtedy połączenie nie zostanie ustanowione.
Ok. Teraz już mamy kompletny schemat. Ale jedno jeszcze w nim zmieńmy, bo to nieszczęsne połączenie z GND złącza zasilającego nie wygląda najlepiej. Usuńmy go, sklonujmy najbliższy port GND i ustawmy go tak by pociągnąć proste połączenie od pinu 2 do GND. Powinno to wyglądać tak:
Niezbędna kosmetyka, czyli naprawiamy czego nie zepsuliśmy
W zasadzie nasz pierwszy schemat jest już narysowany, ale to nie koniec prac nad nim. Zostało jeszcze parę kwestii do omówienia. Pierwsza, a zarazem najważniejsza kwestia to ponumerowanie elementów. Na razie mamy kilkanaście rezystorów oznaczonych jako "R?", czy kilka kondensatorów oznaczonych "C?". Tak tego nie możemy zostawić.
Możemy poprawić te oznaczenia, wykorzystując polecenia edycji symbolu, na przykład ustawiając kursor myszy nad symbolem i z pomocą podręcznego menu przejść do podmenu Edytuj symbol. W nim znajdziemy następne polecenia, których możemy teraz użyć:
- Ogólne Edytuj, które wyświetli poznane już okno z właściwościami symbolu. Za jego pomocą możemy zmienić kilka rzeczy na raz, korzystając z poszczególnych opcji.
- Wartość, które pozwoli nam na zmianę wartości elementu, np. rezystancję 10k zmieniamy na 1k, albo domyślną wartość "POT" w przypadku potencjometru na tą właściwą: 10k.
- Oznaczenie, które pozwoli nam nadać właściwe oznaczenie elementu zamiast nieco enigmatycznego R?.
Ponieważ dla większości symboli na schemacie mamy już wpisane właściwe wartości to do zmiany pozostaje nam tylko wartość rezystancji potencjometru. Wykorzystajmy polecenie edycji wartości by zmienić "POT" na "10k". Aby nie przebijać się przez menu możemy też pójść na skróty. Wystarczy najechać kursorem nad napis "POT" i wcisnąć klawisz E.
Tak samo - aby było szybciej z wykorzystaniem skrótów klawiaturowych - możemy ponumerować wszystkie elementy na schemacie, lecz nie warto tego robić w ten sposób. Z dwóch powodów. Pierwszy: W przypadku sporych schematów z dużą ilością elementów będzie to czasochłonne i łatwo o pomyłkę ze zdublowaniem numeracji. Ręczną edycję warto zachować gdy chcemy mieć pełną kontrolę nad numeracją. Drugi: Program ma wbudowane narzędzie służące o tego celu, które nie tylko nas wyręczy, ale też może popisać się swoją "inteligencją".
Przejdźmy zatem do narzędzi jakie mamy na górnym pasku narzędziowym. Powinniśmy tam znaleźć ikonę:
która wywołuje narzędzie do automatycznej re-numeracji schematów. Jeśli ją uruchomimy pokaże się okno dialogowe, w którym możemy określić pewne wstępne warunki dla samego procesu numeracji. W naszym przypadku te ustawienia, które są tam obecnie są dla nas odpowiednie i nie musimy nic zmieniać. Omówienie ich wszystkich zajęłoby sporo miejsca, a i jeszcze nie poznaliśmy wszystkich możliwości jakie oferuje Eeschema, stąd ich opis przesunę nieco w czasie, by nie wydłużać tej części.
Kliknijmy zatem na Numeruj. Program zapyta jeszcze, czy na pewno chcemy to zrobić. Oczywiście się zgadzamy. Po chwili nasze elementy zostaną ponumerowane. Narzędzie zastąpi wszystkie znaki zapytania jakie były w oznaczeniach na kolejne numery, zostawiając oczywiście wszystkie inne znaki tak jak były. Dlatego numeracje poszczególnych grup rozpoczynają się od "1", czyli rezystory, od R1, kondensatory od C1, układy scalone od U1. Numeracji także ulegną także porty zasilania, ale tego nie zobaczymy, bo ich oznaczenia są poukrywane i w sumie, nie jest to dla nas istotne jak program wewnętrznie je sobie ponumerował.
Pozostała jeszcze kwestia pozostałych wyprowadzeń procesora, które nie są nigdzie podłączone. Skoro nie są używane, to moglibyśmy to tak zostawić, ale nie należy tego tak zostawiać. Warto wszystkim nieużywanym wyprowadzeniom nadać jawnie informację, że tego wyprowadzenia rzeczywiście nie używamy i nie wynika to z naszego błędu.
Do tego służy narzędzie Dodaj flagę "Nie podłączone". Wybierając go, kursor znów zmieni postać i wystarczy w każdym punkcie aktywnym przy każdym nie podłączonym pinie kliknąć by program wstawił tam mały niebieski "krzyżyk", co będzie dla Nas - i dla programu też, o czym się przekonamy wkrótce - informacją, że specjalnie zostawiliśmy ten pin niepodłączony.
Na zakończenie
Wyszedł nieco dłuższy odcinek, choć i tak nie poruszyliśmy w nim wszystkich kwestii. Dlatego planuję - o ile się uda - pozostałe kwestie umieścić w kolejnym i finalnie rozprawić się z wątkiem dotyczącym samego rysowania schematów. Kto wie, czy nie będzie jeszcze dłuższy od tego, gdyż mamy do opisania jeszcze schematy hierarchiczne i pozostałe możliwości na realizację połączeń, zwłaszcza pomiędzy taką hierarchią. To wymaga już bardziej skomplikowanego schematu.
Dlatego bądźcie czujni, a na razie korzystajcie z wiedzy zdobytej w tym odcinku.