https://www.youtube.com/watch?v=eBb3V7IKgbA

1. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ
ELEKTRONİK VE HABERLEŞME MÜHENDİSLİĞİ
WIRE-WRAP / BREADBOARD
5.DÖNEM PROJESİ
Yrd. Doç. Dr. Anıl ÇELEBİ
130207075 Melek SÖNMEZ

2. 2
İçindekiler
1. PmodBB Wire – Wrap / Breadboard, Digilent...................................4
2. Pads, Mentor Graphics .......................................................................5
3. Baskı Devre Yapımı .........................................................................25
4. FPGA Uygulaması............................................................................28

3. 3
ÖZET
PCB (Baskılı Devre Kartı) elektronik elemanları üzerine monte ettiğimiz ve üzerinde
elektronik elemanların bacak bağlantıları için bakır yüzeylerin bulunduğu plakalardır.
Baskı devre çizimi genelde bilgisayarda tasarım programları ile yapılır ve bakır levhaya
basılarak gerekli ara işlemlerle baskı devre yapımı tamamlanır.
FPGAler içerisinde bulunan transistörlerin kapasitesi dahilinde donanımı programlanarak
değiştirilebilir entegrelerdir. Bazı durumlarda FPGA üzerinde bulunan devre elemanları
planlanan uygulamayı gerçekleştirmek için yeterli veya uygun olmayabilir. Bu
durumlarda FPGA üzerinde bulunan pmod headerlar aracılığı ile harici breadboard
üzerine kurulan devreler FPGAlere bağlanabilir.
Bu projede, Mentor Graphics Pads programı ile FPGAler için Digilent’in ürettiği wire –
wrap / breadboard baskı devre çalışması ve bu devrenin Xilinx Vivado programı ile dot
matrix uygulaması Nexys 4 kartında yapılmıştır.

4. 4
1. PmodBB Wire – Wrap / Breadboard, Digilent
• 266 pin wire wrap alan
• 170 pin bread board
• Boyut : 5" x 3.5"
Şekil 1.1
Şekil 1.2 Wire-wrap breadboard datasheet, Digilent

5. 5
2. Pads, Mentor Graphics
Pads programında PCB çizimine başlanmadan önce eğer devrede kullanılacak devre
elemanları program kütüphanelerinde tanımlı değil ise bu devre elemanlarının
kullanılabilmesi için programda oluşturulması gerekir. Devre elemanlarının şematik
gösterimi, Pads Logic programında, baskı devre üzerinde oluşturacağı ayak izi gerekli
şekil ve boyutları ayarlanarak Pads Layout programında oluşturulur.
Pads programında tasarım için aşağıdaki adımlar izlenir :
1. Devrenin şematiği pads logicte oluşturulur.
2. Pads logic kütüphanelerinde bulunmayan elemanlar için (pads logic→tools→part
editor) part editorde bu elemanların şematikleri oluşturulur.
Şekil 2.1
3. Part editorde edit graphics sekmesi seçilir. Yenilenen ekrandan da decal editing
toolbar seçilir. Bu sekme altındaki add terminal seçeneğiyle oluşturulacak elemanın
yapısına göre pinler eklenir ve bu işlem bittikten sonra oluşturulan pinler
numaralandırılır ve oluşturulan componentin etrafına create 2D line seçeneğinden
çerçeve oluşturulur.
Şekil 2.2

6. 6
4. Bu işlemden sonra devre elemanının ayak izini oluşturabilmek için pads layout a
geçilir. Pcb decal editorde (pads layout→tools→pcb decal editor) drafting toolbar
sekmesi genişletilir. Buradan devre elemanının datasheetine uygun düzenlemeler
yapılarak ayak izi oluşturulur.
5. Program default olarak 2.54 mm pin aralığına sahiptir, ama yine default olarak
büyüklükler mil cinsinden ifade edilir. Bunu cm ye çevirip (bknz.Şekil.2.4.a)
datasheete uygun düzenlemeleri yapmak daha kolay olacaktır.
Şekil 2.3
Şekil 2.4.a Şekil 2.4.b

7. 7
6. Boyut ayarlamaları yapıldıktan sonra component oluşturulur. Pinler eklenirken 1
tane pin koyulur ve diğer pinler mesafe hatası da olmaması için eklenen pinin
üzerine sağ tıklanıp step and repeat (bknz. Şekil 2.5.a) seçilir ve bu sayede
istenilen sayıda pin eşit mesafede eklenir (bknz. Şekil 2.5.b). Pin şekilleri ve
boyutları da pad stacksten (bknz Şekil 2.6.a , Şekil 2.6.b) değiştirilebilir.
Şekil 2.5.a Şekil 2.5.b
Şekil 2.6.a Şekil 2.6.b

8. 8
7. Ayak izi oluşturulduktan sonra şematik ve ayak izini eşleştirebilmek için
aşağıdaki adımlar izlenir:
• Decal editörden çıkılır.
Şekil 2.7
• Yeni ayak izinin kaydedilmesini öneren açılır pencerede(bknz. Şekil 2.8.a)
evet seçeneğini seçerek ayak izinin adının girileceği yeni açılır pencereye
(bknz. Şekil 2.8.b) geçilir.
Şekil 2.8.a Şekil 2.8.
• Ayak izinin adı girilip tamama basıldıktan sonra ayak izi için şematik
belirlenmesini sağlayacak yeni bir pencere (bknz. Şekil 2.9) açılır. Bu
pencerede evet seçeneği seçilerek devre elemanının şematiğinin
seçileceği yeni bir pencere açılır.
Şekil 2.9

9. 9
• Açılan yeni pencerede (bknz. Şekil 2.10) gates sekmesi açılır. Gates
sekmesinde (bknz. Şekil 2.11.a) CAE Decal 1 (bknz. Şekil 2.11.b) seçilir
ve açılan yeni pencereden (bknz. Şekil 2.11.c) daha önce oluşturulan
şematik seçilir.
Şekil 2.10
Şekil 2.11.a

10. 10
Şekil 2.11.b
Şekil 2.11.c

11. 11
8. Bütün elemanlar oluşturulduktan sonra pads logice geri dönülür ve devre
şematiği oluşturulur. Elemanlar add part seçeneğinden (bknz. Şekil 2.12) eklenir
ve bağlantılar add connections seçeneğiyle (bknz. Şekil 2.13) birbirine bağlanır.
Şekil 2.12
Şekil 2.13
9. Devre şematiği tamamlandıktan sonra pads layouta geçilir (bknz. Şekil 2.14).
Pads Layout simgesi seçildikten sonra Pads Layouta bağlanmak için yeni bir pcb
tasarımı veya var olan bir pcb tasarımı mı seçileceğini soran bir pencere (bknz.
Şekil 2.15) açılır, tasarımımız yeni olduğu için yeni seçeneği seçilir.
Şekil 2.14

12. 12
Şekil 2.15
10. Bu adımdan sonra Pads Layout Link penceresi açılır (bknz. Şekil 2.16.a). Bu
pencerede design sekmesi seçilir ve ECO To PCB seçeneği seçilir (bknz. Şekil
2.16.b).
Şekil 2.16.a
Şekil 2.16.b

13. 13
11. ECO To PCB seçeneğiyle devre artık baskı devre tasarımına dönüşmüş olur.
Şekil 2.17
12. Devre elemanları devre şemasına uygun şekilde yerleştirilir. Bu aşamada şematik
üzerinde yaptığımız bağlantılar düzenlenmemiş olarak Pads Layouta aktarılır
(bknz. Şekil 2.18) ve bu düzenlemeler F2 tuşuna basılarak yapılır.
Şekil 2.18

14. 14
13. Bağlantılar düzenlenirken tel çevrimleri 450
lik açılarla oluşturulmalıdır (bknz.
Şekil 2.19) ve devre çift katlı yapılacaksa, iletimin sağlanabilmesi için bağlantılar
lehimin yapılacağı yüzeyde çizilir.
Şekil 2.19
14. Oluşturulan bağlantıların baskı devre sırasında erimeyecek kalınlığa
getirilebilmesi ve iletim hattının direncinin azaltılıp iletim hızının arttırılabilmesi
için bağlantılardan birine sağ tıklanıp properties seçeneğinden (bknz. Şekil 2.20)
kalınlaştırılması gerekir.
Şekil 2.20

15. 15
15. Açılan net properties menüsünde rules seçeneği seçilir(bknz. Şekil 2.21.a) ve
açılan yeni pencerede (bknz. Şekil 2.21.b) sol tarafta bağlantı isimleri görülür.
Bağlantılar farenin sol tuşu basılıp aşağı doğru imleç kaydırılarak seçilir. Daha
sonra clearance seçeneği seçilir ve istenilen maksimum bağlantı kalınlığı, açılan
pencerede (bknz. Şekil 2.21.c) maksimum kısmına yazılır.
Şekil 2.21.a
Şekil 2.21.b
Şekil 2.21.c

16. 16
16. Girilen değer kaydedilir, bağlantı kalınlığıyla ilgili bütün pencereler kapatılır.
Daha sonra Pads Loyutta herhangi bir elemanın bulunmadığı bir noktaya sağ
tıklanır ve açılan pencerede select nets seçeneği seçilir. Bu işlem, fare ile
seçtiğiniz bir alanda her ne eleman olursa olsun sadece bağlantıların seçilmesini
sağlar.
Şekil 2.22
17. Fare aracılığı ile bağlantılar seçilir (bknz. Şekil 2.23.a) ve properties menüsü
açılır. Trace width yazan kutucuğa bağlantılar için daha önce girdiğimiz
maksimum değere kadar olan bir değer girilir ve değer onaylanarak bağlantılar
kalınlaştırılmış olunur (bknz. Şekil 2.23.b).
Şekil 2.23.a Şekil 2.23.b

17. 17
18. Pin boyutlarında değişiklik yapılmak istenirse, pin boyutu değiştirilmek istenen elemanın
herhangi bir pinine sağ tıklanır, properties menüsünden (bknz. Şekil 2.24.a) pad stack
seçeneği seçilir. Açılan yeni pencerede istenilen boyut değerleri girilerek pin boyutları
değiştirilir (bknz. Şekil 2.24.b).
Şekil 2.24.a
Şekil 2.24.b

18. 18
19. Devreye çerçeve yapabilmek için toolbarda sol üst köşede ok imlecinin yanındaki
2D Line seçeneği seçilir (bknz. Şekil 2.25.a) ve devreye çerçeve oluşturulur. Çift
katlı bir devre için aynı işlem toolbardaki layer sekmesinden bottom (bknz. Şekil
2.25.b) seçilerek ikinci devre katmanı için de yapılır (bknz. Şekil 2.25.c).
Şekil 2.25.a
Şekil 2.25.b
Şekil 2.25.c

19. 19
20. Devreye ground eklenmek istenirse, bağlantıların bulunduğu katmanda, ground
pinleri varsa onlar da dahil edilerek toolbardaki copper seçeneğiyle (bknz. Şekil
2.26.a) kapalı çevrimler çizilerek ground oluşturulur. İlk çevrime, çizdiğimiz
çerçeve üzerinden başlanır (bknz. Şekil 2.26.b).
Şekil 2.26.a
Şekil 2.26.b
21. Devre üzerine yazı yazılmak istenirse, toolbarda text seçeneği (bknz. Şekil 2.27.a)
seçilerek açılan yeni pencerede (bknz. Şekil 2.27.b) istenilen yazı tipi ve boyutu
seçilerek metin girilip tamam seçeneği seçilerek eklenebilir.
Şekil 2.27.a Şekil 2.27.b

20. 20
22. PCB çizimi tamamlandıktan sonra baskı devre aşamasına geçebilmek için file
menüsünden create pdf seçeneğiyle (bknz. Şekil 2.28) baskı devre çizimi
yazıcıdan çıkarılabilecek bir dosyaya dönüştürülür.
Şekil 2.28
23. Açılan yeni pencerede (bknz. Şekil 2.29) yapılacak en önemli değişiklik scale to
fit seçeneğinin işaretinin kaldırılmasıdır.
• Devrenin ayna görüntüsü alınmak istenirse mirror image seçeneği
işaretlenir.
• Renk ayarlarında black and white seçilir.
• Pdf de olması istenmeyen katmanlar sol tarafta pdf document adı altında
seçilip silinerek dökümandan çıkarılabilir.
• Create pdf seçeneği ile pdf oluşturulur.
Şekil 2.29

21. 21
Şekil 2.17 Wire-wrap breadboard/Pads Logic/Schematic

22. 22
Şekil 2.18.a Pads Layout/Top
Şekil 2.18.b Pads Layout/Bottom

23. 23
Şekil 2.19.a Wire-wrap breadboard pcb top
Şekil 2.19.b Wire-wrap breadboard pcb bottom
Şekil 2.19.c Wire-wrap breadboard pcb composite

24. 24
12 pin pmod header

25. 25
3. Baskı Devre Yapımı
1. Baskı devre yapımına bilgisayarda PCB çizimi oluşturulmuş devrenin, lazer
yazıcı ile kuşe kâğıda alınmış çıktısı bakır levhaya basılarak başlanır.
Şekil 3.1
2. Baskı işlemi baskı makinelerinde veya buhar ayarı kapatılıp en yüksek sıcaklıkta
çalıştırılacak bir ütü ile de yapılabilir. Devre üzerinde oluşmayan bağlantılar varsa
bu bağlantılar baskı devre kalemi ile tamamlanabilir.
Şekil 3.2.a Şekil 3.2.b
3. Baskı yapıldıktan sonra bakır levha 3/1 oranında tuz ruhu ve perhidrol karışımına
konularak devreye dahil olmayan bakır alanların erimesi sağlanır.
4. Devre üzerindeki bakır alanlar eritildikten sonra devre üzerinde iletimin
sağlanabilmesi için levhada kalan boyalar, tiner ile devre fırçalanarak çıkarılır.
5. Devre temizlendikten sonra pin yerleri ince uçlu matkap ile delinir.

26. 26
6. Daha sonra devre elemanları devre üzerinde yerlerine yerleştirilip lehim teli ve
lehim makinesi kullanılarak lehimlenir.
Şekil 3.3
7. Baskı devre işlemi bu şekilde tamamlanmış olur, devrenin bağlantılarında bir hata
olup olmadığını anlamak için multimetre ile kısa devre testi yapılır.
Şekil 3.4

27. 27
Şekil 3.5.a
Şekil 3.5.b
Şekil 3.5.c

28. 28
4. FPGA Uygulaması
8x8 Led Dot Matrix – KPM 2088AS
Şekil 4.1 8x8 Dot matrix datasheet
Şekil 4.2 Dot matrix ve p-mod pin eşleşmesi

29. 29
Şekil 4.3.a
Şekil 4.3.b