Tutorial Pembuatan PCB dengan Eagle

 Nah kali ini kita akan membahas tentang bagaimana membuat PCB dengan bantuan software Eagle PCB Maker. bagi yang membuat PCB masih dengan cara manual alias digambar dengan spidol permanent (masih ada gak ya?) nah saya anjurkan mencoba membuat PCB dengan bantuan software yang tentunya menjanjikan kemudahan. Oke pertama saya akan memberikan sedikit alasanmengapa kok kita pake software 'Elang' ini diantara banyak software pembuat PCB yang lain? 

1. Didalam Eagle terdapat dua versi yang dapat diinstal, yaitu versi freeware (Light Edition) dan versi Profesional (Full version). Jadi bila kita tidak dapat membeli Yang full version kita dapat mencoba yang versi light edition. ( atau alternatif lain yang crack version :D)
2. Dapat diinstal pada linux (so bagi yang suka open source software ini dapat dijalankan di linux) Caranya ketik pada terminal sudo apt-get install eagle. 
3. Lebih Friendly user interface-nya .
4. Telah tersedia Footprint secara otomatis sehingga anda tak perlu menghapalkan macam-macam library tiap komponen.
5. dll (anda akan mengetahuinya sendiri ketika mencobanya)

Oke lanjut.. 

Disini saya akan menjelaskan tentang langkah-langkah membuat Board di Eagle dan saya anggap anda sudah mengetahui cara menginstalnya.

pertama adalah siapkan bahan yang akan dibuat untuk meracik PCB :

1. Rangkaian yang akan dibuat. (untuk lebih memudahkan sediakan dalam bentuk printout)
2. Cecurut Mouse (biar lebih mudah dalam mendrag and move Komponen).
3. Iringan Music (biar gak jenuh mentengin Gambar skematik terus)

Dalam tutorial ini saya memakai rangkaian 'USBASP' yang gak terlalu rumit tapi Lumayan kompleks karena saya anggap rangkaian ini telah mewakili beberapa Komponen.

Langkah langkahnya adalah sebagai berikut:

1.  Buka Eagle pada Shortcut desktop



2. kemudian pilih File > New > Project



3. Beri nama project yang akan dibuat (terserah anda)



4. Klik kanan pada Project yang anda buat untuk membuat file skematik (*sch).



5. Setelah itu akan muncul Jendela skematik rangkaian yang akan anda buat.

6. Nah sampai disini anda telah berhasil membuat Project yang berisi skematik, berikutnya adalah pengenalan fungsi dari masing-masing toolbar yang ada.

untuk keterangan-keterangan yang lain akan dibahas pada saat proses pembuatan. atau dapat anda pelajari sendiri.
1. Berikutnya adalah menggambar skematik dari suatu rangkaian. disini saya menggunakan contoh rangkaian USBASP dapat dilihat di www.fischl.de/usbasp. apabila anda ingin mencoba rangkaian yang lain juga gak papa..
berikut penampakannya :

Rangkaian USBASP


2. lalu pilih Add Component untuk memasukkan komponen yang diperlukan untuk membuat rangkaian skematik.

Tool add komponen



Jendela Add Komponen


Komponen yang dibutuhkan untuk rangkaian USBASP adalah (beserta Library) :
7 resistor             (R-EU_0207/7)
2 led                 (LED 3MM)
1 connector USB printer female  (PN61729-S)
2 dioda zener         (ZENER-DIODEDO34-7)
3 kapasitor mylar         (C-US025-025X050)
1 kapasitor elektrolit (elco)         (CPOL-USE2.5-6)
1 kristal osilator                 (CRYSTALHC49S)
1 header 1x6         (PINHD-1X6)
3 jumper                 (JP1Q)
1 socket IC 28 PIN         (DIL28-3)


Untuk memudahkan mencari komponen dapat dilakukan dengan cara search library komponen yang dicari maka akan keluar komponen beserta footprintnya.

fasilitas Search Komponen


atau kalau belum tahu persis librarynya dapat dicari secara manual satu persatu (hehe .. lama-lama pasti hapal) .. 
Prinsipnya adalah anda tahu bentuk konkret (ukuran) komponen yang akan digunakan untuk mengantisipasi terjadinya ketidakcocokan (kebesaran/kekecilan) dari komponent terhadap footprint.
3. Untuk memudahkan peletakan komponen dan pada saat menghubungkan wire maka dibutuhkan grid. untuk mengaktifkan grid dapat dilakukan dengan cara Klik tool Grid seperti gambar di bawah atau dengan tombol 'F6' pada keyboard. Sesuaikan ukuran dengan satuan mm agar memudahkan dalam menghitung panjang dan lebar wire dll.

Tools Grid



Pengaturan Grid dan satuan yang digunakan


4. Oke setelah semua komponen lengkap berikutnya adalah menyusun komponen . sesuaikan dengan gambar dan posisi antar komponen yang terhubung tidak terlalu jauh.

Pengaturan Posisi Komponen


5. Hubungkan Komponen yang terhubung dengan memilih Wire pada Toolbar Kiri.

Tool Wire



Wiring Komponen




6. Jika semua komponen telah di-Wiring , berikutnya adalah memberi nama dan nilai masing-masing komponen sebagai acuan dalam pemasangan komponen nantinya.



Tool untuk memberi nama dan value



Memberi nilai Komponen



Memberi nama komponen





7. Setelah semua complete simpan skematik. File >save
oke sampai disini anda telah berhasil membuat file skematik (*sch) dari rangkaian yang anda buat.
nah berikutnya bagaimana cara Mengconvert file skematik tadi ke dalam file board (*brd)?





setelah kita berhasil membuat file skematik (*sch) Eagle maka selanjutnya adalah mengkonversikannya ke dalam file (*brd) atau file 'board' yang nantinya akan kita cetak. 
Sebelum kita mengkonversikan ke dalam board, terlebih dahulu harus kita cek apakah terdapat error yang nantinya bisa berpengaruh pada rangkaian saat diujicoba.
Error yang paling sering terjadi adalah wire yang kita hubungkan kadang tidak Konek dengan baik atau biasanya terjadi hubung singkat pada beberapa wire yang seharusnya tidak terhubung. 
hal tersebut biasa terjadi apabila kita kurang teliti terhadap rangkaian yang kita buat.
Untuk cara mengecek rangkaian tersebut sebelum dikonversikan kedalam board adalah sebagai berikut :


1. Dengan cara manual yaitu memanfaatkan tool Show Wire
Dengan tools ini kita akan tahu wire mana yang terhubung dan mana yang tidak. untuk wire yang terhubung maka wire akan berwarna lebih terang daripada wire yang lain.
Jika ternyata memang ada kesalahan maka delete wire yang hubung singkat tersebut dan atur ulang agar tidak terjadi hubung singkat lagi.

Cek konektivitas wire






2. Dengan menggunakan ERC (Electrical rule check).





dengan memanfaatkan tools ini maka kita akan tahu error dan warning yang terjadi. setelah kita klik tool tersebut akan muncul pemberitahuan terjadinya error seperti gambar di bawah

Pemberitahuan ERC



Peringatan bahwa PORT JP4 tidak diberi nilai (dapat diabaikan)




Dari keterangan diatas kita tahu bahwa terjadi 3 warning pada rangkaian skematik yang artinya terjadi missing pada junction NET N$2. nah untuk memastikan apakah pada NET N$2 butuh junction kita dapat mengacu pada cara nomer 1 yaitu dengan cara show wire pada junction yang diindikasikan terjadi Missing junction. jika setelah kita cek ternyata NET tersebut telah konek maka peringatan tersebut dapat kita abaikan.
sedangkan untuk peringatan  berikutnya menandakan bahwa jumper nomer 4(JP4) dan PORT USB CONNECTOR tidak diberi nilai. hal tersebut dapat kita abaikan karena Jumper dan konektor memang tidak diberi nilai. 
Ok.. setelah kita memastikan bahwa rangkaian skematik yang kita buat telah benar dan tidak  terdapat error maka selanjutnya adalah mengkonversikan kedalam board PCB.

Sebelum itu, 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. 




Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :


Cari pada toolbar Board kemudian klik


Convert to board


biasanya akan muncul notifikasi yang artinya adalah "apakah anda ingin membuat board dari skematik yang telah anda buat?" klik Yes.

Notifikasi


berikutnya akan muncul hasil board yang telah kita buat dari file skematik tadi. selanjutnya adalah move semua komponen ke dalam area kerja (worksheet). caranya adalah klik group > kemudian blog semua komponen tersebut > lalu klik move > kemudian klik kanan pada area komponen > move Group


Worksheet



Tool Group



Grouping





Tool Move



Move Group




lalu pindahkan seluruh komponen kedalam area kerja (worksheet) yang kita tentukan.


Worksheet


Nah disinilah anda dituntut untuk berimajinasi untuk penempatan Posisi masing-masing komponen (jangan berimajinasi yang lain)  .ada bagian ini kita akan menyusun komponen-komponen tersebut menurut posisi yang paling proporsional dan rapi.  perkirakanlah jarak antar komponen . Usahakan jangan terlalu dekat,karena biasanya kalau terlalu dekat dapat menyulitkan pemasangan.


Pengaturan Posisi Komponen


Berikutnya setelah semua komponen tersusun kini saatnya Routing . Eagle memiliki beberapa fasilitas dalam melakukan routing yaitu dengan cara manual atau secara otomatis.

untuk memilih sistem routing yang digunakan biasanya dilihat dari tingkat kompleksitas dari rangkaian tersebut. jika rangkaian terlalu rumit dan akan makan waktu lama bila dilakukan secara manual maka pilihlah yang automatis routing.
caranya yaitu pilih tools > auto > kemudian akan tampil pengaturan Routing.

auto Route



Pengaturan Autorouter


Karena disini yag digunakan adalah 'single layer' maka pada setting Preferred Direction kita atur seperti gambar. Pada bagian top layer Pilih 'N/A' dan bagian Bottom Pilih * . Artinya hanya bagian Bottom layer saja yang diaktifkan sedangkan layer lain dinonaktifkan.
Untuk setting Routing Grid Pilih 0,8 mm maksudnya adalah jarak minimal antar Routing adalah 0,8 mm ,jika disetting terlalu besar maka tingkat keberhasilan autorouter sangat kecil (banyak Jumper). Untuk via shape (bentuk dari via) Pilih sesuka anda.
Setelah itu Pilih OK dan Komputer akan merouting secara Otomatis. Cepat lambatnya Autorouting tergatung dari tingkat kerumitan dari rangkaian.

hasil Aoutorouter


Nah jika dilihat dari hasil autorouter diatas terdapat dua wire yang tidak terouting maka anda dapat menambahkan jumper untuk menghubungkan wire tersebut.
Jika dilihat dari hasil di atas mungkin sedikit kurang rapi dan kurang memuaskan. saya Pribadi sich lebih suka menggunakan manual routing karena jalur wire dapat kita susun terserah kita walaupun sdikit lama (itung-itung game Puzzle gratis nyusun wire..hehe).


Untuk cara manual dapat dilakukan dengan cara berikut:


Klik route pada Side toolbar sebelah kiri.



untuk pengaturan lebar jalur dan lain-lain dapat diatur pada toolbar bagian atas (Width,Via dll)





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’.







Untuk cara pemberian jumper dapat dilakukan dengan cara :
pertama tambahkan via pada jalur yang tidak terouting sehingga kesannya nanti kita membuat PCB double layer.
Klik Via pada side toolBar



Kemudian Place dijalur Route yang belum terouting .





Setelah itu Route dengan menggunakan jalur 'Top Layer'.










Dan Inilah kurang lebih Hasilnya .





hasil diatas adalah Board tanpa Polygon. Agar hasil PCB yang kita buat lebih istimawa maka biasanya board yang kita buat dalam bentuk blok, untuk membuat blok pada board kita dapat memanfaatkan fasilitas “polygon”, Klik pada side toolbar > Polygon atau dengan Script ketik POLYGON kemudian enter. dan jika ingin menggabungkan Wire tertentu dengan Polygon maka Scriptnya adalah POLYGON [diikuti nama Wire] contoh jika ingin menggabungkan dengan wire Ground (GND) yaitu :POLYGON GND

Polygon pada ToolBar





Polygon dengan Script



Pengaturan Polygon


Atur Isolate agar jarak antara Polygon dengan jalur tidak terlalu rapat (semakin kecil ukurannya maka semakin rapat). Disini saya memakai ukuran 1.016 mm.
Berikutnya tarik garis polygon mengelilingi Board yang ada.

Garis pada Polygon


Klik ratsnest pada side ToolBar



Ratsnest


Maka hasilnya adalah sebagai berikut..



Hasil Akhir


Nah akhirnya Board yang anda buat telah selesai , sekarang tinggal bagaimana cara mencetak dalam bentuk PrintOut
Untuk mecetak Board maka yang akan ditampilkan hanya  bagian bottom , Vias dan pad 
untuk pengaturannya ada di bagian side ToolBar > Display

Display


Unselect semua kecuali bagian Bottom,Vias ,dan Pad



Select part to Display


Hasil Akhir Siap print........







Note :
1. Tutorial diatas menggunakan beberapa feature dasar saja bila ingin mengetahui fungsi yang lain anda dapat mencoba sendiri (learning by doing)
2. Perintah di dalam Eagle dapat dilakukan dengan Command Script. untuk lebih jelasnya dapat dilihat di bagian help-nya.
3. Bila pada saat Add Component Library tidak muncul maka itu berarti Library belum diaktifkan semua . untuk cara pengaktifannya adalah dengan cara Buka control panel Eagle > Klik kanan Library > Use All. semua library yang ada akan dipakai semua.
4. Eagle secara default tidak menyediakan versi Board 3D, untuk melihat versi 3Dnya maka harus diinstal software tambahan yaitu Eagle 3D dan POVRAY (akan saya jelaskan pada postingan berikutnya).
5. Eagle menyediakan Fasilitas untuk membuat Library sendiri.
6. Pada versi gratisnya Eagle melakukan pembatasan pada area kerja pembuatan PCB. area board dibatasi hanya 100 x 80 mm (versi profesional 1600 x 1600 mm) dan hanya boleh untuk 2 lapisan/layer atas dan bawah (16 lapisan pada versi profesional). 
Selamat Berkreasi ...!!!