Eagle – Bauteile selber erstellen

Früher oder später passiert es jedem einmal.. Man möchte ein bestimmtes Bauteil in seine Schaltung in  Eagle aufnehmen aber findet in den vorhandenen Bibliotheken keinen zugehörigen Footprint (Layout für die Leiterplatte). Wenn nun auch die Eagle Community nicht weiterhelfen kann, heißt es selber Hand anlegen. Ein Bauteil selber in Eagle erstellen ist tatsächlich relativ einfach. Was ihr jedoch zwingend benötigt ist das Datenblatt zum Bauteil mit einer entsprechenden Skizze inklusive Bemaßung.

1. Bibliothek erstellen

Wir fangen zunächst erstmal damit an eine neue Bibliothek zu erstellen, die im Anschluss unser neues Bauteil (Device) aufnehmen kann. Hierfür startet ihr zunächst erstmal Eagle und öffnet dann im Startfenster mit Datei  Neu Bibliothek den Bibliotheks-Editor:

Nachdem ihr den Editor geöffnet habt, solltet ihr ein leeres Fenster vorfinden, siehe:

Im Bibliothekseditor interessieren uns nun im Wesentlichen die drei weiteren Schritte zum Erstellen eines neuen Bauteils Device/ Footprint und Symbol, siehe rote Markierung auf dem nachfolgenden Screenshot, die in den nächsten Schritten von rechts nach links abgearbeitet werden.

2. Symbol zeichnen

Wir starten mit dem Entwurf eines Symbols für unser zu erstellendes Bauteil – bitte klickt auf das kleine Icon  um mit dem Zeichnen des Symbols zu beginnen. Das Symbol ist jene Darstellung, die wir letztendlich als Darstellung des Bauteils in unserem Schaltplan sehen werden. An diesem Punkt sollten wir klären, was genau wir überhaupt (in diesem Beispiel) für ein Bauteil erstellen möchten. Ich benötige für ein kleines Projekt die Eagle Bibliothek für einen kleinen kombinierten Temperatur und Feuchtigkeitssensor – den Si7021 (siehe  Datenblatt).

Eagle wird euch als nächstes nach dem dem Symbol fragen, das ihr für das neue Bauteil verwenden möchtet. Da wir ein neues Symbol erstellen möchten, legen wir entsprechend mit einem passenden Namen ein neues an und bestätigen mit einem Klick auf Ok:

Jetzt gelangen wir direkt in den Symbol-Editor, in dem wir das neue Symbol – passend zum neuen Bauteil – erstellen können. Hier solltet ihr darauf achten, dass ihr das Raster auf 100 mil eingestellt lasst, denn das ist der Standardwert für Eagle Bibliotheken. Ich erstelle zunächst einmal einen Block mit dem Werkzeug Line. Der  Si7021 hat sieben Anschlüsse. Von diesen sieben sind jedoch lediglich vier mit elektrischer Funktion, zwei weitere Beinchen dienen der mechanischen Stabilität und ein Lötpad auf der Unterseite dient als thermischer Eingang für den Sensor und soll auf einem floatenden (nicht verbundenen Pad auf der Platine verlötet werden). Die Anschlüsse werden mit dem Werkzeug Pin direkt an den zuvor mit Line gezeichneten Block gesetzt. Nach dem Setzen der Pins werden mit dem Name Werkzeug noch entsprechend dem Datenblatt die Namen der Anschlüsse gekennzeichnet.

Sinnvoll ist es übrigens auch mittels Change  Direction die Funktion der jeweiligen Pins anzugeben. Das hilft später beim Design-Rule-Check zur Überprüfung ob die Pins eines Bauteils korrekt angeschlossen wurden. Auf dem letzten Screenshot könnt ihr beispielsweise sehen, dass ich den VCC-Pin als Power-Anschluss definiert habe (im Gegensatz zu SCL und SDA als IO).

Wenn alle Pins gesetzt und entsprechend ihrer Funktion die Direction eingestellt wurde, kommt der letzte Schritt zum Erstellen eines Symbols. Damit man dem Bauteil im Schaltplan später einen Namen (Werkzeug Name ) und gegebenenfalls auch einen Wert (Werkzeug Value ) zuweisen kann, müssen hierfür noch entsprechende Platzhalter vorbereitet werden. Wir nutzen hierzu das Werkzeug Text  und platzieren den Text >NAME auf der Ebene Names für den Namen und entsprechend >VALUE auf der Ebene Values für den Wert.

3. Footprint zeichnen

Weiter geht es mit dem Footprint für unser neues Bauteil (Device). Hierzu wechseln wir also vom Symbol-Editor rüber in den Footprint-Editor mit einem Klick auf das Footprint Icon  . Daraufhin werdet ihr (wie auch schon beim Symbol-Editor) nach einem Footprint gefragt. Auch hier möchten wir ein neues Footprint erzeugen und geben somit den Namen (hier SI7020) ein und bestätigen mit einem Klick auf OK. Im Footprint-Editor geht es dann ans Eingemachte. Es gilt nun den Footprint des Bauteils (mit Hilfe des Datenblattes, siehe Zeichnung zum Si7021 unten – detaillierte Maßangaben im Datenblatt) exakt zu erstellen.

Entsprechend ob ihr ein SMD oder ein THT Footprint erstellen möchtet (natürlich könnt ihr für das Bauteil auch beide Varianten erstellen), setzt ihr die entsprechenden Pads in der Größe und den Positionen, wie sie im Datenblatt definiert sind. Das Raster müsst ihr ggf. (je nachdem ob ihr ein Standard oder exotisches Bauteil erstellt) anpassen. Wichtig ist an natürlich, dass das Footprint zu den Maßen im Datenblatt passt. Wenn ich ein Footprint abgeschlossen habe, drucke ich das Footprint gerne auch einfach mal im Maßstab 1:1 aus und lege das Bauteil auf den Ausdruck um die Maße zu überprüfen 🙂

4. Symbol + Footprint zu Device verknüpfen

Nachdem das Symbol und Footprint gezeichnet wurden, können sie zum neuen Device (Bauteil) zusammengefügt werden um als vollständiges Device in der Bibliothek gespeichert zu werden. Mit einem Klick auf das Device Symbol  geht es los. Im leeren Device-Editor fügt ihr nun erst einmal euer zuvor gezeichnetes Symbol hinzu mit einem Klick auf das Add Part Icon . Als nächstes wird ebenfalls das zuvor erstellte Footprint ausgewählt (Klick auf Neu). Optional könnt ihr eurem neuen Device noch eine Beschreibung hinzufügen (einfach auf das blaue Description klicken).

Damit die Verbindung zwischen dem Symbol und dem Footprint vollständig hergestellt wird, müssen nun noch die Pins und Pads verbunden werden. Klickt hierzu auf den Connect Button. Wichtig: Normalerweise sollte jeder Pin mit einem Pad verbunden werden. Andersherum muss dies nicht unbedingt erfüllt sein (Stichwort: Wärmeflächen oder Pads zur mechanischen Stabilisierung). Zum Verbinden von Pin/Pads werden diese entsprechend markiert und im Anschluss auf Connect geklickt.

5. Speichern und Aktivieren

Nachdem wir Symbol und Footprint zum neuen Device verknüpft und die Pins/Pads entsprechend verbunden haben, kann das neue Device bzw. die neue Bibliothek gespeichert werden. Jetzt muss die neue Bibliothek nur noch im Bibliotheken-Manager aktiviert werden. Klickt hierzu einfach auf den kleinen grauen Punkt neben dem Namen eurer neuen Bibliothek. Wenn der Punkt dann grün ist, kann das neue Bauteil im Schaltplan eingefügt werden.

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