Mendesain PCB menggunakan Eagle 1

Mendesain PCB menggunakan Eagle
1. Menggambar Skematik
Pada tutorial ini akan dibahas mengenai bagaimana menggambar skema rangkaian
elektronika menggunakan software EAGLE. EAGLE merupakan software yang khusus
diperuntukkan selain untuk membantu kita membuat skema rangkaian elektronika tetapi kita
juga dapat membuat PCB (printed circuit board) berdasarkan pada skema rangkaian
elektronika yang kita buat. Mengapa
menggunakan EAGLE? Pertama, EAGLE memiliki versi gratis (Freeware License), walau
gratis tetapi memiliki fitur dan kemampuan segudang. Kedua, memiliki database komponen
elektronika yang sangat lengkap dan dapat ditambahkan di kemudian hari (tak terkecuali pada
versi gratis-nya). Terakhir dan yang terpenting, EAGLE sangat mudah untuk dipelajari.
Untuk mempelajari membuat skema rangkaian elektronika menggunakan EAGLE, pada
tutorial ini akan diberikan contoh bagaimana membuat sebuah skema rangkaian preamp
sederhana, seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Untuk memulai-nya, jalankan aplikasi EAGLE dan kemudian klik-kiri ‘File’ dan kemudian
pilih ‘New > Schematic’ maka akan muncul jendela Schematic seperti gambar di bawah ini.
Untuk mempermudah dalam pembuatan skema rangkaian, kita dapat menampilkan ‘Grid’
dengan menekan tombol ‘F6’ pada keyboard.
Selanjutnya kita akan memasukkan komponen-komponen elektronika yang
dibutuhkan untuk membuat skema rangkaian preamp sederhana, cara-nya klik-kiri tombol
‘Add’ pada bagian sidebar kiri EAGLE seperti di ilustrasikan pada gambar di sebelah kanan.
Kemudian akan muncul jendela ‘ADD’ yang berisikan database komponen-komponen
elektronika yang dimiliki oleh EAGLE. Dari sini kita akan memasukkan komponenkomponen elektronika yang dibutuhkan. Pertama kita akan memasukkan resistor, ketik
‘resistor*’ pada bagian ‘Search’ dan tekan ‘Enter’ pada keyboard. Tanda ‘*’ (bintang) harus
disertakan setiap kita akan mencari komponen yang diperlukan pada database.
Setelah itu akan muncul daftar komponen yang memiliki unsur resistor di dalam-nya, cari
database dengan nama ‘resistor’ klik-kiri tanda ’+’ dan pilih ‘R-EU_’. ‘R-EU_’ berisikan
simbol resistor untuk gaya Eropa. Kemudian pilih salah satu jenis simbol resistor yang akan
digunakan, disini saya memilih ‘R-EU_0207/10’ dan klik-kiri ‘OK’. Dengan melihat pada
bagian sebelah kanan terdapat keterangan bahwa resistor ini memiliki grid 10mm, artinya
resistor tersebut akan memiliki jarak antara kedua kakinya sebesar 10mm dan ini akan
digunakan pada saat kita akan membuat PCB. Masukkan sebanyak tiga resistor seperti yang
dibutuhkan pada skema rangkaian preamp. Kemudian selanjutnya kita akan menambahkan
komponen-komponen elektronika lainnya dengan cara yang sama seperti kita memasukkan
resistor sehingga hasilnya akan tampak seperti gambar berikut.
Kemudian susun komponen-komponen elektronika sedemikian sehingga tampak seperti
gambar berikut ini.
Untuk mengatur posisi dan orientasi masing-masing komponen dapat dilakukan dengan
menggunakan fitur-fitur yang disediakan oleh EAGLE pada bagian sidebar sebelah kiri.
Berikut ini merupakan penjelasan tiga fungsi dasar dari fitur-fitur tersebut.
Move
Ketika akan memindahkan posisi komponen pada skema gunakan fitur ‘Move’
yang diberi ikon ‘+’ dengan tanda panah pada setiap ujungnya. Untuk memindahkan posisi
komponen, klik-kiri-kiri tombol ‘Move’ kemudian pilih salah satu dari komponen yang akan
dipindahkan pada skema rangkaian.
Mirror
Fitur ‘Mirror’ digunakan untuk merubah orientasi komponen berdasarkan prinsip
pencerminan. Untuk melakukan pencerminan terhadap suatu komponen, klik-kiri tombol ‘
Mirror’ kemudian pilih salah satu komponen yang akan di cermin-kan pada skema rangkaian.
Dengan banyak melakukan latihan anda akan mahir menggunakan fitur ini.
Rotate
Untuk memutar posisi komponen pada skema rangkaian, digunakan fitur
‘Rotate’ yang disediakan oleh EAGLE. Cara-nya, klik-kiri tombol ‘Rotate’ kemudian pilih
salah satu komponen yang akan diputar orientasi-nya pada skema rangkaian. Fitur ini akan
sering digunakan pada saat kita akan membuat suatu skema rangkaian elektronika. Selain
menggunakan tombol ‘Rotate’, memutar orientasi komponen dapat juga dilakukan dengan
cara ‘klik-kanan’ pada saat komponen pada posisi terpilih.
Setelah posisi semua komponen diatur, langkah selanjutnya adalah
menghubungkan kaki-kaki komponen sesuai dengan contoh di bawah. Untuk
menghubungkan kaki-kaki komponen digunakan fitur ‘Net’, klik-kiri tombol ‘Net’ yang
terdapat pada sidebar EAGLE sebelah kiri. Hubung-kan setiap kaki-kaki komponen sehingga
tampak seperti pada gambar di bawah berikut ini.
Setelah kita menghubungkan semua kaki-kaki komponen seperti di atas, langkah selanjutnya
adalah menambahkan sumber tegangan dan terminal ‘input’ dan ‘output’. Cara-nya sama
seperti kita menambahkan komponen elektronika melalui fitur ‘Add’ kemudian cari database
dengan nama ‘Supply’. Disana terdapat banyak sekali jenis-jenis simbol sumber tegangan.
Sedangkan untuk terminal ‘input’ dan ‘output’ cari database dengan nama ‘Wirepad’. Setelah
semua simbol-simbol tersebut di tambahkan lalu sambungkan dengan ‘Net’.
Sekarang skema rangkaian preamp sederhana telah selesai tetapi masih ada yang
kurang yaitu kita belum memasukkan nilai-nilai pada setiap komponen. Untuk melakukannya gunakan fitur ‘Value’ yang terdapat pada sidebar kiri EAGLE. Klik tombol ‘Value’
kemudian pilih salah satu komponen yang akan kita tambahkan nilai-nya, sehingga muncul
jendela ‘Value’, kemudian masukkan nilai komponen, contoh ‘10k’ untuk resistor R1.
lakukan ini pada setiap komponen elektronika yang belum memiliki nilai.
Pada skema rangkaian di atas nampak sekali bahwa letak keterangan seperti
nama komponen dan nilai komponen berantakan, untuk itu kita akan merapikan-nya agar
terlihat lebih teratur. Pilih fitur ‘Smash’ pada sidebar kiri EAGLE, kemudian klik-kiri pada
setiap
komponen sehingga muncul tanda ‘+’ pada setiap keterangan nama dan
keterangan nilai. Untuk mengatur-nya pilih fitur ‘Move’ dan atur posisi-nya sesuai dengan
keinginan. Pengaturan
posisi sama dengan seperti kita mengatur posisi
komponen seperti dijelaskan sebelumnya. Kemudian sebagai ‘finishing’ ubah nama terminal
input dan output yang tadinya bernama ‘PAD1’ dan ‘PAD2’ diubah ke ‘INPUT’ dan
‘OUTPUT’ dengan menggunakan fitur ‘Name’. Cara-nya sama seperti merubah atau
menambahkan nilai komponen.
Langkah terakhir, periksa apakah pada skema rangkaian preamp sederhana ini
tidak terdapat kesalahan. Cara-nya adalah dengan menggunakan fasilitas Electrical Rule
Check (Erc). Fasilitas ini terdapat pada sidebar kiri EAGLE, untuk menggunakannya hanya
tinggal klik-kiri tombol ‘Erc’ kemudian akan muncul jendela ‘ERC Errors’.
Hasil dari pemeriksaan ‘Erc’ didapati dua ‘Warning’ yaitu terdapat pada ‘Part INPUT’ dan
‘Part VALUE’ yang menerangkan bahwa komponen ‘INPUT’ dan komponen ‘OUTPUT’
tidak memiliki nilai. Karena ‘INPUT’ dan ’OUTPUT’ merupakan terminal jadi memang
tidak memiliki nilai jadi pesan ‘Warning’ ini dapat kita abaikan atau jika ingin
menghilangkan-nya, tinggal di-Approve saja. Dan selesai-lah sudah proses pembuatan skema
elektronika preamp sederhana menggunakan EAGLE ini.
2. Menggambar PCB
Banyak cara untuk menggambar PCB elektronika, mulai dari yang manual dan
konvensional hingga menggunakan software yang di khusus-kan untuk menggambar PCB.
Pada tutorial ini Saya akan menjelaskan bagaimana menggambar PCB menggunakan
software EAGLE. Skema rangkaian elektronika yang akan di gambarkan PCB-nya adalah
skema rangkaian preamp sederhana seperti berikut ini.
Diumpamakan anda telah membuat skema rangkaian seperti di atas berdasarkan pada tutorial
yang sebelumnya telah saya rekomendasikan. Kemudian klik-kiri tombol ‘Board’ untuk
merubah jendela skema ke jendela PCB.
Kemudian akan muncul pop-up ‘Warning’ yang menyatakan bahwa skema belum memiliki
file ‘Board’ dan menanyakan apakah akan membuat PCB berdasarkan skema yang telah
dibuat, klik-kiri ‘Yes’ pada jendela pop-up tersebut.
Setelah anda menjawab ‘Yes’, kemudian muncul jendela ‘Board’, pada jendela inilah anda
akan memulai untuk menggambar PCB. Coba perhatikan pada pojok sebelah kiri bawah,
terdapat kumpulan komponen elektronika yang kaki-kakinya saling terhubung. Komponenkomponen tersebut dimuat berdasarkan pada skema yang telah kita buat.
Sebelum kita menyusun komponen-komponen elektronika tersebut, ada baiknya kita
merencanakan PCB ini nanti-nya akan dibuat dalam ‘single layer’, ‘double layer’, atau ‘multi
layer’. Pada EAGLE versi gratis hanya menyediakan ‘single dan double layer’ saja dimana
pada ‘single layer’ menggunakan PCB dengan satu lapisan tembaga (bawah saja) sedangkan
pada ‘double layer’ menggunakan PCB dengan dua lapisan tembaga (atas-bawah). Karena
pada tutorial ini akan dibuat rangkaian elektronika sederhana dan tidak memiliki banyak
komponen, maka kita pilih ‘single layer’. Yang berarti bagian bawah PCB (yang terdapat
tembaga) digunakan sebagai jalur rangkaian, dan bagian atas PCB digunakan sebagai tempat
penempatan komponen.
Baiklah sekarang saatnya menyusun komponen dengan memasukkan-nya ke
dalam kotak yang ada disamping kanan-nya. Kotak tersebut merupakan ‘Dimension’ atau
kotak pembatas dari papan PCB yang akan digunakan. Gunakan perintah ‘Move’ untuk
memindahkan setiap komponen. Sebelumnya tekan ‘F6’ pada keyboard untuk menampilkan
grid agar mempermudah pekerjaan kita. Atur sedemikian sehingga tampak seperti gambar
berikut.
Untuk memutar dan melakukan pencerminan, cara-nya sama seperti kita
melakukan-nya pada saat kita membuat skema rangkaian, yaitu dengan menggunakan
perintah ‘Rotate’ dan ‘Mirror’. Pada gambar di atas terlihat pada setiap kaki komponen
terdapat garis-garis yang menghubungkan setiap kaki-kaki komponen berwarna hijau, garisgaris tersebut dinamakan sebagai ‘Ratsnest’. Untuk me-refresh ratsnest gunakan fitur
‘Ratsnest’ pada EAGLE yang terletak pada toolbar sebelah kiri.
Sekarang saatnya untuk membuat jalur pada PCB, gunakan fitur ‘Route’ untuk
membuat jalur pada PCB. Klik-kiri ‘Route’ kemudian pilih layer (lapisan) yang akan
digunakan. Karena PCB ini merupakan PCB single layer maka pilih ‘Bottom’ pada layer,
layer inilah yang akan digunakan untuk menggambar jalur PCB. Menu untuk memilih layer
terdapat pada toolbar bagian atas EAGLE.
Untuk memilih lebar jalur PCB yang akan digunakan pilih ‘Width’ pada toolbar bagian atas.
Disini saya memilih lebar jalur PCB sebesar 0.05mil.
Untuk memilih jenis sudut (45°, 90°, atau melingkar) pada jalur PCB yang akan dibuat hanya
klik-kanan pada saat kita membuat jalur, atau dengan menggunakan fitur ‘Wire bend’ pada
toolbar yang muncul ketika kita memilih fungsi ‘Route’.
Setelah proses membuat jalur PCB telah selesai maka hasilnya kurang lebih akan terlihat
seperti ini.
Pada gambar PCB di atas tidak terdapat terminal untuk sumber listrik, untuk
menambahkan-nya kita harus ke jendela skema rangkaian untuk menambahkan-nya. Untuk
berpindah ke jendela skema klik-kiri tombol ‘Schematic’ pada toolbar atas.
Lalu akan muncul jendela Schematic dimana terdapat rangkaian elektronika yang telah kita
buat PCB-nya. Tambahkan ‘Wirepad’ dari library EAGLE atau kita dapat menduplikasi dari
terminal ‘INPUT’ atau ‘OUTPUT’ dengan fitur ‘Copy”. Sambungkan salah satu terminal ke
‘Supply’ (12V) dan terminal yang lain ke ‘Ground’ (GND), kemudian ubah nama masingmasing terminal menjadi ‘12VDC’ untuk yang terhubung dengan ‘Supply’ dan ‘GND’ untuk
yang terhubung dengan ‘Ground’.
Setelah itu kita beralih lagi jendela ‘Board’, disana sudah terdapat dua terminal yang kita
tambahkan pada jendela skema.
Pindahkan kedua terminal pada posisi yang di-inginkan kemudian buat ‘Route’ pada masingmasing terminal. Langkah selanjutnya adalah menyesuaikan kotak ‘Dimension’ dengan fitur
‘Move’, kemudian merapikan posisi tulisan pada masing-masing komponen dengan fitur
‘Smash’.
Langkah terakhir dan wajib dilakukan adalah melakukan pemeriksaan terhadap PCB yang
telah kita buat dengan menggunakan fitur ‘Erc’ dan ‘Drc’. Dari pemeriksaan menggunakan
‘Erc’ terdapat empat peringatan (warning) pada komponen 12VDC, GND, INPUT, dan
OUTPUT karena tidak memiliki nilai komponen. Dikarenakan komponen-komponen tersebut
merupakan terminal yang memang tidak memiliki nilai, maka kita dapat mengabaikan pesan
peringatan ini.
Selesai sudah PCB yang kita gambar menggunakan EAGLE dan gambar PCB ini siap untuk
dicetak.
Sry yulianti
Zaskia rohayu
Nurul