介绍几款适合爱好者的软件

如果您是个初学电子的学生,或是个入门级的电子爱好者,在开始学习使用电脑绘制电路图PCB时肯定对像PROTEL、POWERPCB这类软件感到上手比较难,或者您在为不想画正规的图纸而又想把您的电子作品分享给朋友们而发愁。还有的就是爱好者经常会使用到面包板、洞洞板来制作电子实验或作品,而在动手前很难得知元件及线路的布置状况,使得制作难度加大。下面介绍三款方便实用的绘图软件则可以帮助到我们解决这些问题,而且图纸十分直观,能反映出元件及布线的真实状况,使得在动手做实际电路之前就能先了解作品的最后形态,增加作品的成功性和分享度。

先来介绍Fritzing,这是一款完全免费的共享软件,支持简体中文,使用方便,功能强大,可以方便的画出实物连线画或原理图,而且有非常丰富的元件库,像arduino、xbee等成品模块都有,可自行定义面包板、洞洞板的尺寸规格,十分适合爱好者使用。可以直接上它的官方网站http://www.fritzing.org/进行下载。先来看一个arduino的实例图,是不是超直观真实呀。

图一 arduino实例图

 

那如何使用呢?下面以一个555时基电路的例子简单说明一下。首先在文件菜单里新建一个项目(图二),项目默认的电路板是使用面包板(图三),在这个例子里我们要使用的是洞洞板,所以需要先删除面包板(图四),在右侧的元件面板中的面包板视图中选洞洞板,并将其拖拉到左边的工作区域(图五),同时可以根据你实际的洞洞板大小进行尺寸设置,然后把工作区切换到原理图界面(图六),进行元件的添加。使用元件搜索功能,输入555,查找到555元件,拖放到工作界面,并在指示栏中修改参数,选项封装形式为DIP(图七)。添加别的元件后(图八),可以进行元件的布置,选中元件右击后有各种操作项,如旋转(图九),选择需要连接的元件引脚,进行连接,软件有自动连线功能十分方便(图十),按电路连接完,所有的元件后就可以得到一份绘制好的原理图了(图十一),最后可以把界面切换到面包板工作界面,这时元件及连线的实物图都有了,只需要布置和整理,就可以得到理想的效果图了(图十二)。

图二新建文件

图三新文件

图四删除

图五添加洞洞板

图六界面切换

图七添加元件

图八添加更多元件

图九旋转元件

图十连接元件

图十一原理图

图十二实物图

 

同样可以方便用于画洞洞板的软件还有Diy Layout Creator和LochMaster,Diy Layout Creato为免费软件,汉化版本可以到http://www.cdle.net/article-144-1.html下载,英文原版本可以到下载http://diy-layout-creator.en.malavida.com/,LochMaster试用版可以到http://www.abacom-online.de/uk/html/demoversionen.html下载,此连接也有别的相关软件下载,有兴趣的朋友也可以下载来试试。

图十三Diy Layout Creator

图十四LochMaster

 

Diy LayoutCreator 功能比Fritzing简单,适用于爱好者在制作小的电子制作时进行对电路元件的预先排放,避免了在制作时元件放置不当而增加了制作难度,也可以用于制作电路连接图或PCB图用于爱好者间的相互交流,但不适合于绘制电路原理图。目前的免费版本元件也比较少。下面我们来试用它画一个简单的LED连接电路。首先打开软件,按左边栏的快速任务栏中的新建项目,弹出项目选择框如图十五所示,有三种电路板形式可以选,设置大小和项目名称,然后就可以电路板上放置所需元件,在图十六中1处选项元件,在2的电路板需要的位置上放置元件,放置元件后可输入元件的参数,元件放置好后可以在图十七的1资源管理器上选择元件进行参数更改,也可以用2中的工具对元件进行移位、旋转等操作,全部无成后可以用3的渲染图片工具,可以得到如图十八的效果图,用于分享制作心得。

图十五新建项目

图十六 放置元件

图十七 修改

图十八 分享

 

LochMaster的功能及实用性我个人感觉都比以上介绍的好,不过是款收费软件,试用版本有限制,有需要的朋友可以上网找别的版本使用。在这里笔者只简单介绍下一些它的实用功能。图十九中的1是LochMaster软件是元件库,都是以实物形状为主,元件库分类比较丰富,每类元件也有多种实物封装,元件是尺寸比例和实物相当,使得绘制的制作图纸十分直观,出来的效果有如照片一般。图十九的2中的工具栏有多种绘制工具,可以绘制连线、焊点等。图中3所指的位置是视图切换工具,可以切换到实物图、顶面图、底面图等多种显示方式。图二十所示的是实物的顶面视图,元件和焊点都十分直观,在制作前先规划好元件位置和连线方式,这样就会使制作变得快捷,而且出错的机会也变少。图二十一是底面视图,有了这功能使这款软件更人性化了,这是众多同类软件所没有的。

图十九 黑白线图

图二十实物视图

图二十一 底面视图

简单易用的BlocksCAD

BlocksCAD是一个免费在线式的积木化编程建模软件。可以使用图形积木化或OpenSCAD编程语言来建模,无需要安装任何软件或插件就可以在浏览器上渲染模型和导出STL等格式的文档。非常适合学生或初级DIY玩家使用,生成的STL文件可以直接使用于3D打印软件或其它CAD软件。下面简单介绍一下BlocksCAD的使用方法。

用浏览器进入网址:https://www.blockscad3d.com/editor 可以进入后注册,也可以不注册使用,注册使用的好处是可以在网站上保存你自己的项目。怎么注册这里就不说了。浏览器建议使用Google Chrome。

进去的界面默认是英文的,可以选择设置为中文简体。

默认是积木模式界面,左边是积木功能块,右边是渲染视图。左上角是项目名称。点击右上角的“OpenSCAD代码”进入代码模式,可以查看当前积木功能块所转换成的OpenSCAD代码。渲染视图中的相机图标的功能是把当前渲染视图的内容转化成JPG图片并下载到本地。

以建立一个‘磁动力电子网‘的字符模型为例,我们先点击左边功能块中的“文本”,再点击“3D文本块”,再修改块中的文本高度等参数,然后点击“渲染”。模型就可以出现在渲染视图中了 。渲染的速度会视图形的复杂程度等因素来决定,中文字需要稍微等一下。如果想让模型偏移到指定坐标,可以点击“变换”功能块,选择“移动模型”功能块,然后设置坐标,并把先前的“3D文本块”和“移动模型”块拼接起来,再次渲染。使用变量、逻辑、数学等功能组合就可以搞出复杂的模型。

渲染完成后,可以点击“生成STL”,会自动下载STL文件到本地,用3D切片软件打开后就可以打印了。

SMC4四轴控制器入门教程(3)-外接开关及传感器

       SMC4 四轴脱机控制器支持16个输入端口,标号为IN1-IN16,每个输入端口功能不固定,具体功能需要在系统中配置或在程序中通过程序指令使用。

        输入端口定义:

         下图为主机后面板上两个DB25端口分别为OUT和IN端口,其中图上右边的DB25端口为IN端口,有8个GND引脚、16个IN引脚,1个5V电源输出(500mA)。

 

      下图为主机后面板接入IO转接板的引脚定义。IN输入转接板并没有增加功能电路,脚号功能上仍然于DB25一样,只是更方便于接线。

        输入端口可以用做如下功能:

            1-限位输入

            2-机械原点输入

            3-对刀器输入

            4-快捷功能输入

            5-程序等待输入

      不论是机械开关还是传感器都可以用于上面所列的功能。

      连接方法:

      SMC4四轴控制器的输入端口可以支持机械式开关和NPN型的电子传感器。电子传感器的类型必须是NPN型, 可以是常见的光电传感器、接近传感器等等。使用传感器连接时,传感器所用电源不得超出24V,推荐使用12V,也可以和SMC4共用一个电源。每个输入端口只能设置一个功能,比如IN1设置成限位功能后,不可再把这个端口设置成快捷按钮。(相关资料:《了解一下接近传感器 》/ 《了解一下光电传感器》)

       连接机械式开关时,方法最简单,只需要把开关的公共端(C)接入到SCM4脱机控制器的任一个GND端口,以及把常开触点(NO)或常闭触点(NC)接入到SM4脱机控制器的IN1-16中的任一个端口上。建议使用时连接到常闭触点上,可以增加抗干扰性。另处普通的对刀器原理类似于机械式开关,接线方式按照机械式开关接法。

       连接NPN型传感器时,需要把传感器电源正端连接到电源正端,可以是独立电源也可以和SMC4四轴控制器共用电源,电压不得高于24V,传感器电源负端连接到电源负端,传感器输出端连接到SM4脱机控制器的IN1-16中的任一个端口上。NPN型传感器输出类型可以是常开也可以是常闭的。

        测试方法

        SMC4四轴控制器内置输入端口测试界面。可从菜单“机台配置”-“测试”中打开。进入测试界面后,可以利用界面中的显示图形来测试开关、线路以及端口的好坏。图形为红色时表示输出端口INx与GND呈开路状态,图形为黑色时表示输出端口INx与GND呈闭合状态。测试方法可以看下面的视频。

        测试界面的使用方法视频

      下面以假设接入一个急停(常闭)IN1、 一个X轴+限位(常闭)IN2、一个Y原点(常闭)IN3以及一个对刀器(常开)IN4 ,来看看应如何设置。
急停(常闭)IN1


这个例子中急停开关为常闭,接于IN1。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:功能开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为0。

          接成常闭,设电平为1。


X轴+限位(常闭)IN2

这个例子中X轴限位+开关为常闭,接于IN2。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:限位开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为1。

          接成常闭,设电平为0。


Y原点(常闭)IN3

这个例子中Y轴机械原点开关为常闭,接于IN3。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:机械原点开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为1。

          接成常闭,设电平为0。
方向:可设置为0或1,分别表示为运动轴的正反向,按实际情况设定。


对刀器(常开)IN4

这个例子中对刀器开关为常开,接于IN4。

使能:该项设置为1时,此项目生效,设置为0时,此项目失效。
脚位:对刀器开关所连接的端口号。
电平:接成常开,设电平为1。

          接成常闭,设电平为0。
方向:可设置为0或1,分别表示为运动轴的正反向,按实际情况设定。
对刀器的其它设置项可以在“G参数”中设置。
 

       安全高度:暂停/回原点/加参考点时Z轴会按这个设定值抬高。
对刀模式:默认值0,为浮动对刀。值为1时是固定对刀,有第一次对刀和换刀后对刀两种操作。
对刀偏移:对刀后,Z轴坐标会偏置到这个值上。这个值通常会设置成对刀块厚度。
对刀弹回:对刀后,Z轴会按照这个设置值离开对刀器,方便拿走对刀器。

       在程序中也是可以用M指令对输入端口应该侦测的。使用M3xx可以判断端口是否为低电平(常开开关触发时相当于低电平),如果是则向下执行下一行,否侧一直等待。使用M4xx可以判断端口是否为高电平(常闭开关触发时相当于高电平),如果是则向下执行下一行,否侧一直等待。xx则代表01-16号IN端口,比如要判断IN1是否为低电平,就可以在程序中使用M301来判断。实例应用可以参考《SMC4脱机控制器单步运行