EasyEDAでゼロから回路図を作成する方法
1 min
- EasyEDAの紹介
- EasyEDAで回路図をゼロから作る方法 - CN3058Eを例として
- 新しいプロジェクトのためにEasyEDAをセットアップする
- 回路を作成する一般的な手順:
- 回路図の構築
- PCBレイアウトの考慮事項:
- 結論:
今日は、回路をゼロから設計し、回路図を設計する全プロセスをお見せします。EasyEDAでPCBをプロフェッショナルで見栄え良くするために、どのような注意事項と設計戦略に従えばよいでしょうか。 私たちはバッテリーチャージャーボードを設計しており、これは中程度の難易度です。この設計では、まずデータシートを確認して必要な部品を選定し、その後、いくつかのロジックを踏まえて実際の回路を設計します。CN3058Eベースの保護機能付きLiFePO₄バッテリーチャージャーの、初期のアイデアから完成した回路図とPCBまでの、私自身の設計プロセスをすべてEasyEDAで作成しながらご紹介します。
EasyEDAの紹介
電子回路の設計において、最も人気のあるオンラインツールの一つがEasyEDAです。この無料のクラウドベースプラットフォームにより、エンジニア、ホビイスト、学生が回路図の作成、シミュレーションの実行、さらにはプリント基板(PCB)の設計まで、すべてウェブブラウザ内で行うことができます。
インストールが必要な従来のソフトウェアとは異なり、EasyEDAはオンラインで動作するため、コラボレーションやプロジェクトの共有がはるかに簡単です。Arduinoプロジェクトを試している初心者でも、PCB製造の準備をしているプロフェッショナルでも、EasyEDAは簡単な入り口を提供します。
EasyEDAとは何か、なぜ使うのか?
EasyEDAは以下をサポートする統合設計環境です:
- 回路図キャプチャ – 回路図をゼロから描画します。
- 回路シミュレーション – ハードウェアを構築する前に、仮想的に設計をテストします。
- PCBレイアウト – 回路図をPCB設計に変換します。
- ワンクリック製造 – JLCPCBから直接基板を注文できます。
主なメリットは以下の通りです:
- 有料の高度なオプション付きで無料で使用できます。
- インターネット接続があればどこからでもアクセスできます。
- 大規模な部品ライブラリ。
- シームレスなPCB発注とアセンブリの統合。
EasyEDAで回路図をゼロから作る方法 - CN3058Eを例として
CN3058Eは、3.6V/3.7VのLiFePO₄セルに最適化されたリニアバッテリーチャージャーICです。データシートから、充電プロファイルである定電流/定電圧(CC/CV)に関する情報を収集しました。8ピンパッケージで、外付け抵抗により充電電流を設定できます。パッケージが小さいため多くの熱に耐えられないので、最大範囲の1A以下に抑える必要があります。さらに、充電と満充電のステータスインジケーター、およびバッテリー温度監視があります。参考として、上にデータシートに記載されている回路図を示します。最終レイアウトでは、必要な構成に応じて一部変更を加えています。
新しいプロジェクトのためにEasyEDAをセットアップする
ステップ1:新しいプロジェクトを作成する
- EasyEDAにログインします。
- 新規プロジェクトをクリック → 「CN3058E LiFePO4 Charger」と名前を付ける → 簡単な説明を追加します。
ステップ2:部品ライブラリを収集する
- EasyEDAライブラリでCN3058Eを検索します。
- サポート部品を追加します:抵抗、コンデンサ、LED、USB Type-Cコネクタ。
- 部品が見つからない場合は、LCSCからフットプリントをインポートするか、カスタムシンボルを作成します。
EasyEDAはJLCPCBとシームレスに統合されているため、回路図とPCBが完成したら、ワンクリックで直接基板を注文できます。これにより時間を節約し、エラーを減らし、アイデアから実際の製品まで設計がスムーズに進むことを保証します。
回路を作成する一般的な手順:
1. 配線接続
「Wire」ツールを使用して、回路図に従ってピンを接続します。
2. ネットに名前を付ける
VIN、VBAT、GNDなど、追跡しやすい明確なネットラベルを割り当てます。
3. 電源フラグを追加する
VCCとGNDシンボルを配置して、電源レールをマークします。
4. 部品に注釈を付ける
Annotateをクリックして、R1、C1などを割り当てます。
5. 電気的ルールチェック(ERC)
ERCを実行して、未接続のピンや欠落した接続を発見します。
回路図の構築
すべてを接続する時です。すべてが一か所に集まったら、ここでは4つのセクションを使用します:
1) 入力セクション:
これは電源入力セクションとも呼ばれ、5V電源を使用しています。そのために、5V入力用に構成されたUSB Type-Cポートを使用しています。2つの5.1 kΩ抵抗(R6、R7)が、適切なType-C識別のためにCC1ピンとCC2ピンに接続されています。外部電源が必要な場合に備えていくつかのピンが追加されています。
2) 充電コントローラー(CN3058E):
回路図の充電セクションが含まれています。図を再描画しました。特定のラベルとネットを使用して、異なるセクションをきれいに相互接続できます。例えば、VINはCN3058Eのピン4に接続されています。ISET抵抗(R2)は充電電流を設定し、現在1.5Kで600mAを生成します。BATピンはバッテリーに安定化された充電電圧を出力します。TEMPは今回は省略しました。これは単一セル充電器であり、動作条件はここでは最悪ではないためです。さらに、ノイズを抑制するためにVIN付近にいくつかのデカップリングコンデンサ(C1、C4、C5)があります。また、バッテリーポイント付近にC5、C6、C7があります。バッテリー安定性のための10 µF出力コンデンサ。フィルタリングと過渡抑制のための100 nFと1 µFコンデンサ。
3) インジケーター:
バッテリーの充電状態を示すために使用されるシンプルなLEDです。(LED1は充電中、LED2は満充電)。
4) 出力:
VBATはICの出力で、ヘッダーに接続されており、後で外部バッテリーを接続するために使用されます。完全な回路図をここに示します。これでプロジェクトの回路図セクションが完了し、PCB設計に移る準備が整いました。
PCBレイアウトの考慮事項:
このブログではPCB設計に焦点を当てていませんが、効率的なPCBを作成するためのいくつかのヒントを共有し、PCBビューも共有します:
- トレース長を最小限に抑えるために、CN3058Eを入力および出力コンデンサの近くに配置します。
- USB Type-Cデータラインの差動信号を短く保ちます。
- 充電電流を処理するために、バッテリーとVINラインに幅広のトレースを使用します。
- 視認性のために、インジケーターLEDをPCBの端に配置します。
結論:
以上、EasyEDAでCN3058E LiFePO₄バッテリーチャージャー(保護機能付き)をゼロから設計する手順を見てきました。手順が明確になれば、簡単なプロセスでした。回路図の設定からPCBの発注まで。重要なのは、データシートに従い、正しいフットプリントを使用し、ルールチェックで検証することです。
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