Wie kann ich ein LCD-Modul als Komponente erstellen?

Die Antwort auf diese häufig gestellte Frage ist umfassend und beschreibt die einzelnen Schritte zur Erstellung eines LCD-Moduls zur Verwendung als Komponente. Auch wenn es sich hierbei um ein LCD-Modul handelt, können dieselben Techniken bei Bedarf auch für Microcontroller-, HF- oder E/A-Module angewendet werden.

Über die Schnellsuche finden Sie viele verschiedene LCD-Module, die zur Anzeige von Zeichen und Grafiken verfügbar sind, einschließlich des Haupt-IC und der Anzeige in einem kompakten, betriebsbereiten Leiterplatten-Anzeigemodul.

Wie können diese Module in DesignSpark PCB als Komponenten verwendet werden, die Teil des endgültigen Designs sein werden?

Diese Anzeigemodule bieten 4 Befestigungslöcher und einen Leiterplattensteckverbinder als Schnittstelle. Sie können daher als einfacher Verbinder mit vier verteilten Befestigungslöchern behandelt werden. Darüber hinaus kann für die Montage in einem Gehäuse die Position des LCD-Fensters angegeben werden.

Ein wesentlicher Schritt in diesem Prozess ist es, aufgrund der vielen LCD-Modulkonfigurationen die richtige technische Zeichnung zu identifizieren. Selbst ähnliche Konfigurationen können je nach Hersteller voneinander abweichen und einige können stark unterschiedliche Gehäusegeometrien aufweisen.

Diese Abbildung zeigt ein RS 125-329-Modul mit 16 Zeichen und 2 Reihen mit einem 16-poligen SIL-Steckverbinder. Der Steckverbinder kann sich bei anderen Herstellern an einer völlig anderen Stelle befinden, weshalb es wichtig ist, das technische Diagramm zu konsultieren.

Die nachstehende Abbildung zeigt beispielsweise das RS 214-3525 16x02 von Powertip mit einer 8 x 2 DIL-Stiftleiste.

Die Komponente erstellen.

Angenommen, wir möchten in DesignSpark PCB eine Komponente für das Bauteil
RS 125-329 von Fordata erstellen.
Zunächst identifizieren wir die wesentlichen Dimensionen:

Die Pad-Bohrungen für die Steckverbinder und die Befestigungsbohrungen müssen sich im Verhältnis zu den Abmessungen der Modulplatine an den oben hervorgehobenen Positionen befinden.
Hinweis: Sofern nicht anderweitig angegeben, ist eine Abmessung symmetrisch zur horizontalen oder vertikalen Mittellinie.

Schritt 1. Das Schaltplansymbol erstellen.

Das Symbol besteht aus 16 Stiften, wie nachstehend definiert.

Starten Sie den Bibliotheksmanager, wählen Sie die Registerkarte „Schematic Symbols“ (Schaltplansymbole) und klicken Sie auf die Schaltfläche „Wizard“ (Assistent).

Folgen Sie den Konfigurationsschritten, ohne die Standardwerte zu verändern.

Wählen Sie einen Steckverbinder als „.. kind of symbol..“ (Art von Symbol). (HINWEIS: Wenn Sie einen 8 x 2-Steckverbinder für den LCD-Typ entwerfen, möchten Sie vielleicht ein rechteckiges Symbol wählen. Sie haben jedoch freie Wahl, da es um die einfache Darstellung geht.)

Wählen Sie dann unter „Specify the pins required...“ (Anzahl erforderlicher Stifte angeben...) die Zahl 16. Die anderen angezeigten Abmessungen beziehen sich auf das Schaltplansymbol, lassen Sie daher die Standardwerte unverändert.

Benennen Sie das Symbol abschließend, um es leichter zu identifizieren, oder gemäß den örtlichen Standards.

Lassen Sie die Kontrollkästchen zum Speichern des Symbols markiert und wählen Sie aus dem Aktionsmenü den Speicherort des Symbols in der Bibliothek.

Lassen Sie auch das Kontrollkästchen „edit the symbol now“ (Symbol jetzt bearbeiten) markiert, um den Symbol-Editor mit dem Symbol zu öffnen.

Die obige Abbildung zeigt das grundlegende Symbol, d. h. nur die Verbindungen. Nun können wir es bearbeiten und entscheiden, wie es auf unserem Schaltplanblatt angezeigt werden soll.

Sie können es anhand der einfachen Formen und der verfügbaren Textoption so genau erarbeiten, wie gewünscht. Die Abbildung zeigt unser Symbol, das symbolisch eine Matrix darstellt. Es kann weiter bearbeitet werden, um 16 x 2 Zeichen anzuzeigen, oder es kann einfach eine Textbeschreibung hinzugefügt werden.

 

Schritt 2. Das PCB-Symbol erstellen.

Dieser Schritt ist anspruchsvoller, da die Abmessungen exakt sein müssen.
Hier zeigen wir einige Techniken zur Verwendung einiger der Funktionen, um diesen Prozess so einfach wie möglich zu gestalten.

Starten Sie den Bibliotheksmanager, wählen Sie die Registerkarte „PCB Symbols“ (PCB-Symbole) und klicken Sie auf die Schaltfläche „Wizard“ (Assistent).

Treffen Sie in den einzelnen Fenstern die entsprechenden Auswahlen. Die Schlüsselfenster werden nachstehend näher beschrieben.

Da die Angaben auf dem Datenblatt in mm sind, wählen wir eine metrische Technologiedatei.

 

Die SIP-Bauform entspricht am besten unseren Anforderungen.

 

Als nächstes wählen wir die Anzahl von Stiften, das Raster, die Lochgröße und Pad-Breite.

 In diesem Beispiel wurde der Lochdurchmesser entsprechend dem LCD-Modul gewählt.

Folgen Sie den nächsten Schritten und speichern und benennen Sie den Leiterplatten-Footprint. Für unser LCD-Modul ist eine weitere Bearbeitung erforderlich, markieren Sie daher das Kontrollkästchen, um den Leiterplatten-Footprint zu starten.

Im Editor haben wir nun die Grundlage für unser LCD mit nur den Verbindungen.

Nun fügen wir den Modulumriss hinzu.

Fügen Sie als Umriss ein Rechteck, das den Steckverbinder umschließt, zur Dokumentationsebene hinzu. Wählen Sie dann die obere Kante und positionieren Sie sie 2 mm über dem Mittelpunkt der Pad-Bohrung. In diesem Fall können Sie dafür einfach das Raster verwenden. Anhand des Messwerkzeugs können jedoch alle Abmessungen überprüft werden, wie angezeigt.

Danach positionieren wir die übrigen Kanten.

Wählen Sie beispielsweise die untere Platinenkante und drücken Sie die Schnelltaste „=“, um die aktuellen Koordinaten des relativen Ursprungspunktes anzuzeigen. Geben Sie für eine präzise Einstellung die gewünschte neue vertikale Abmessung ein und klicken Sie auf „OK“.

Wiederholen Sie dies für alle Kanten, indem Sie den relativen Ursprungspunkt und einen Referenzpunkt angeben und mit der Schnelltaste „=“ die X- oder Y-Abmessungen der ausgewählten Linie nach Bedarf anpassen.

Nun ist der Platinenumriss im Verhältnis zum Steckverbinder richtig positioniert.

Nun fügen wir die Befestigungslöcher hinzu, die einen Durchmesser von 2,5 mm haben und in den Ecken einen Abstand von 2,5 mm zu jeder Platinenkante haben. Wir möchten sie als Kreise auf der Dokumentationsebene einfügen. Es ist jedoch leichter, sie wie angezeigt als Pad einzufügen, zur Form zu konvertieren und zur Dokumentationsebene zu verschieben.
(Hinweis: Die Positionierung von Kreisen als Form richtet sich nach dem Umfang, daher ist die Verwendung des Pads in diesem Fall eine bessere Lösung).

Bestimmen Sie den relativen Ursprungspunkt in einer Ecke, wenn die Position nicht richtig ist. Vergrößern Sie das Bild, bewegen Sie den Cursor zur entsprechenden Position und drücken Sie die Schnelltaste „O“. Alternativ können Sie die linke vertikale Platinenkante auswählen und über das Rechtsklickmenü „Origins“ (Ursprungspunkte) --> „Set relative origin at item“ (Relativen Ursprungspunkt an Element bestimmen) wählen.

HINWEIS. Der relative Ursprungspunkt einer Linie befindet sich an einem Ende, wählen Sie daher einen der sich überschneidenden Platinenentwürfe mit dem Ursprung in gewünschter Position.

Platzieren Sie nun die Befestigungslöcher, die Pads ohne Kupfer sind.

Wählen Sie das Pad-Symbol und drücken Sie die Schnelltaste „S“, um den Pad-Stil zu ändern. Geben Sie der Bohrung einen beschreibenden Namen, wie z. B. „Befestigungsbohrung 2,5 mm“, und wählen Sie die gewünschten Werte. Hier haben wir die Einstellungen für eine einfache Bohrung. Klicken Sie auf „OK“ und akzeptieren und schließen Sie alle Warnungen. 

Drücken Sie nach Auswahl des neu dimensionierten Befestigungslochs auf der Komponente die Schnelltaste „=“ für eine einfache Positionierung. Stellen Sie sicher, dass das Kontrollkästchen „Relative“ (Relativ) markiert ist, und passen Sie die Positionswerte der gewünschten Position an. Klicken Sie zur Positionierung auf „OK“.

Wiederholen Sie diesen Vorgang für die anderen Positionen, bis der grundlegende LCD-Footprint abgeschlossen ist.

Verschieben Sie abschließend alle Bohrungen zur Dokumentationsebene (andernfalls bleiben sie Komponenten-Pads).

Klicken Sie auf jedes Pad und ändern Sie über das Rechtsklickmenü den Pad-Typ zu einer Form.

Wählen Sie dann anhand der Option „Change Layer“ (Ebene ändern) oder über die Schnelltaste „L“ als Ebene „Documentation“ (Dokumentation).

Wiederholen Sie diesen Schritt für die vier Befestigungslöcher und speichern Sie den Footprint.

Nun können Sie die Komponente erstellen.

Schritt 3. Die LCD-Komponente erstellen.

Öffnen Sie im Bibliotheksmanager die Registerkarte „Components“ (Komponenten) und klicken Sie auf die Schaltfläche „Wizard“ (Assistent). Gehen Sie ihn durch und füllen Sie jede Seite aus.
Wählen Sie eine „normale“ Komponente mit einem Schaltplan- und Footprint-Symbol.

Füllen Sie das Fenster mit den Komponentendetails aus.

Fügen Sie die von BOM verwendete Teilenummer hinzu, einen beschreibenden Komponentennamen zur leichten Identifizierung in der Bibliothek, definieren Sie das Paket als „User“ (Benutzer), da es nicht standardmäßig ist, und wählen oder geben Sie ein Betriebsmittel ein.
Definieren Sie das Bauteil als 16 Stifte und geben Sie als Anzahl von Schaltelementen Eins ein, da keine Duplikate vorhanden sind.

Danach wählen wir die Schaltplankomponenten aus der Liste an Symbolen, die der Anzahl von Stiften aus der ausgewählten Bibliothek entsprechen. Suchen Sie Ihr Schaltplansymbol in der Bibliothek.

Daraufhin wählen wir das entsprechende PCB-Symbol.

 

Nun werden die Symbole zusammengeführt, indem die Stifte des Schaltplansymbols den Footprint-Stiften zugeordnet werden. Klicken Sie hierfür auf „Assign 1:1“ (1:1 zuweisen).

Klicken Sie abschließend mit ausgewählten Kontrollkästchen auf die Schaltfläche „Finish“ (Abschließen).

Im Komponenten-Editor, der sich öffnet, können wir den Stiften Namen zuweisen.

Speichern Sie nun die Komponente, um sie über die Bibliothek in Ihren Schaltplan- und Leiterplattendesigns verwenden zu können.

Bei Bedarf können die Schaltplan- und PCB-Symbole weiterhin verbessert werden. Beispielsweise kann für den Schaltplan ein Layout mit 16 x 2 Zeichen erstellt werden und die tatsächlichen Positionen der LCD-Zeichen können zur Anpassung an Gehäuseausschnitte im PCB-Footprint hinzugefügt werden.