Wie Sie Ihre erste Leiterplatte designen: Schritt-für-Schritt Projekt-Tutorial (2025)

Einführung

Sie haben über PCB-Design-Theorie gelesen. Sie haben Videos angeschaut. Jetzt ist es an der Zeit, tatsächlich etwas zu bauen. Dieses Tutorial führt Sie Schritt für Schritt von null zu einer gefertigten Leiterplatte, mit einem echten Projekt, das Sie in Ihren Händen halten können.

Anders als theoretische Anleitungen bauen wir eine vollständige, funktionierende Schaltung - einen 555-Timer-LED-Blinker. Sie ist einfach genug, um sie an einem Nachmittag fertigzustellen, vermittelt aber alle wesentlichen PCB-Design-Fähigkeiten, die Sie in jedem zukünftigen Projekt verwenden werden.

Am Ende dieses Tutorials werden Sie:

• Einen Schaltplan von Grund auf in EasyEDA erstellt haben
• Ein PCB-Layout mit ordnungsgemäßem Leiterbahnrouting erstellt haben
• Fertigungsdateien (Gerber) generiert haben
• Echte Platinen bei JLCPCB bestellt haben
• Ihre erste Leiterplatte bestückt und getestet haben

Was wir bauen werden

Unser Projekt ist ein 555-Timer-LED-Blinker - eine klassische Einsteiger-Schaltung, die eine LED mit einstellbarer Frequenz blinken lässt. Sie ist perfekt zum Lernen, weil:

• Einfacher Schaltplan: Nur 8 Bauteile insgesamt
• Klare Funktionalität: LED blinkt = es funktioniert!
• Alle bedrahteten Bauteile: Einfach von Hand zu löten
• JLCPCB-Standardteile: Günstig und leicht verfügbar
• Praxisnahe Anwendung: Grundlage für Timer, Oszillatoren, PWM

Projektanforderungen

Unser LED-Blinker wird diese Spezifikationen haben:

• Spannungseingang: 5-12V DC (USB-Powerbank-kompatibel)
• Blinkrate: Etwa 1-2 Hz (einstellbar)
• Platinengröße: 30mm x 40mm (Kreditkartengröße)
• Montage: 3mm-Löcher für Abstandsbolzen
• Bauteile: Alle bedrahtet für einfache Montage

Benötigte Werkzeuge

Schritt 1: Schaltplan erstellen

Der Schaltplan ist die Blaupause Ihrer Schaltung. Wir zeichnen die 555-Timer-Schaltung im Schaltplaneditor von EasyEDA und konvertieren sie dann in ein PCB-Layout.

Neues Projekt starten

1. Gehen Sie zu easyeda.com und melden Sie sich an (erstellen Sie ggf. ein kostenloses Konto)
2. Klicken Sie auf Datei → Neu → Projekt
3. Nennen Sie es "555-LED-Blinker"
4. Klicken Sie auf Datei → Neu → Schaltplan, um ein Schaltplanblatt zu erstellen

Bauteile hinzufügen

Jetzt fügen wir jedes Bauteil zum Schaltplan hinzu. Verwenden Sie die Suchleiste (Tastenkürzel: Shift+F), um Teile in der EasyEDA-Bibliothek zu finden.

Suchen und platzieren Sie diese Bauteile:

Schaltung verdrahten

Verbinden Sie nun die Bauteile gemäß der 555-Astabil-Konfiguration:

1. 555-Timer-Anschlüsse:
   • Pin 1 (GND) → Masse
   • Pin 2 (TRIGGER) → Pin 6 (THRESHOLD) - zusammen verbinden
   • Pin 3 (OUTPUT) → R3 → LED-Anode
   • Pin 4 (RESET) → VCC (hält Timer am Laufen)
   • Pin 5 (CONTROL) → C2 → Masse (Rauschfilterung)
   • Pin 6 (THRESHOLD) → C1 → Masse
   • Pin 7 (DISCHARGE) → R2 → Pin 6
   • Pin 8 (VCC) → Spannungsversorgung (+)
2. Timing-Schaltung:
   • R1 verbindet VCC mit Pin 7
   • R2 verbindet Pin 7 mit Pins 2/6
   • C1 verbindet Pins 2/6 mit Masse
3. LED-Schaltung:
   • LED-Kathode (flache Seite) → Masse

Verwenden Sie das Leitungs-Werkzeug (Tastatur: W), um Verbindungen zu zeichnen. Klicken Sie, um eine Leitung zu starten, klicken Sie erneut, um Ecken hinzuzufügen, und klicken Sie auf einen Pin, um die Verbindung abzuschließen.

Netzbezeichnungen hinzufügen

Netzbezeichnungen machen Ihren Schaltplan klarer und helfen beim PCB-Layout. Fügen Sie diese Bezeichnungen hinzu:

• VCC - Spannungsversorgung positiv
• GND - Masse

Drücken Sie N oder verwenden Sie Platzieren → Netzbezeichnung, geben Sie den Bezeichnungsnamen ein und platzieren Sie ihn auf der Leitung.

Elektrische Regelprüfung durchführen

Bevor Sie zum PCB-Layout übergehen, überprüfen Sie, ob Ihr Schaltplan keine Fehler enthält:

1. Klicken Sie auf Design → ERC prüfen (oder drücken Sie Ctrl+Shift+E)
2. Beheben Sie alle angezeigten Fehler (häufige Probleme: nicht verbundene Pins, fehlende Spannungssymbole)
3. Warnungen über "unverbundene Pins" bei unbenutzten 555-Pins sind OK

Schritt 2: PCB-Layout erstellen

Jetzt konvertieren wir den Schaltplan in ein physisches Platinen-Design. Hier wird Ihre Schaltung real!

Schaltplan in PCB konvertieren

1. Klicken Sie im Schaltplaneditor auf Design → In PCB konvertieren
2. EasyEDA erstellt eine neue PCB-Datei mit allen Ihren Bauteilen
3. Bauteile erscheinen zusammengefasst mit "Luftlinien", die Verbindungen zeigen

Platinen-Umriss festlegen

Definieren Sie zunächst die physische Platinengröße:

1. Wählen Sie die Board Outline-Ebene (lila) im Ebenen-Panel
2. Zeichnen Sie ein Rechteck: 30mm breit × 40mm hoch
3. Oder verwenden Sie Werkzeuge → Platinen-Umriss festlegen und geben Sie die Abmessungen ein

Bauteile platzieren

Die Bauteilplatzierung ist entscheidend für eine gute Leiterplatte. Befolgen Sie diese Richtlinien:

1. Platzieren Sie zuerst den 555-IC - er ist das zentrale Bauteil
   • Positionieren Sie ihn in der Mitte links der Platine
   • Pin 1 (mit Punkt markiert) sollte oben links sein
2. Gruppieren Sie verwandte Bauteile:
   • Timing-Bauteile (R1, R2, C1) nahe bei Pins 6/7
   • Abblockkondensator (C2) nahe bei Pin 5
   • LED und R3 nahe bei Pin 3 (Ausgang)
3. Platzieren Sie Steckverbinder am Platinenrand:
   • Spannungsanschluss (J1) am oberen oder unteren Rand
4. Lassen Sie Platz für Befestigungslöcher in den Ecken

Schritt 3: Leiterbahnen routen

Das Routing verwandelt diese Luftlinien in tatsächliche Kupferleiterbahnen. Für diese einfache Platine routen wir alles auf der Oberseite mit einer Massefläche auf der Unterseite.

Routing-Grundlagen

• Leiterbahnbreite: Verwenden Sie 0,25mm (10 mil) für Signale, 0,5mm (20 mil) für Versorgung
• Via-Größe: 0,3mm Loch, 0,6mm Pad (EasyEDA-Standard ist in Ordnung)
• Abstand: Halten Sie mindestens 0,2mm zwischen Leiterbahnen
• Winkel: Verwenden Sie 45°-Winkel, keine 90° (bessere Signalintegrität, einfachere Fertigung)

Versorgungsleiterbahnen zuerst routen

Routen Sie immer zuerst Versorgung (VCC) und Masse:

1. Wählen Sie die Top-Ebene (rot)
2. Drücken Sie W für das Leitungs-Werkzeug
3. Stellen Sie die Leiterbahnbreite auf 0,5mm im Eigenschaften-Panel ein
4. Routen Sie VCC von J1 zu allen VCC-Pins (555 Pin 4, Pin 8, R1)
5. GND behandeln wir später mit einer Massefläche

Signalleiterbahnen routen

Routen Sie nun die verbleibenden Verbindungen:

1. Stellen Sie die Leiterbahnbreite auf 0,25mm für Signalleiterbahnen ein
2. Routen Sie die Timing-Schaltung: R1 → 555 Pin 7 → R2 → 555 Pins 2/6
3. Routen Sie C1 von Pins 2/6 zum Massepad-Bereich
4. Routen Sie C2 von Pin 5 zum Massepad-Bereich
5. Routen Sie den Ausgang: 555 Pin 3 → R3 → LED → Massepad-Bereich

Massefläche hinzufügen

Eine Massefläche (Kupferfüllung) auf der Unterseite bietet hervorragende Masseanbindung und elektromagnetische Abschirmung. Für unsere einfache Platine bedeutet sie auch weniger zu routende Leiterbahnen!

1. Wählen Sie die Bottom-Ebene (blau)
2. Klicken Sie auf Werkzeuge → Kupferfläche oder drücken Sie Shift+P
3. Zeichnen Sie ein Rechteck, das den gesamten Platinen-Umriss abdeckt
4. Setzen Sie in den Eigenschaften das Netz auf GND
5. Klicken Sie auf Kupferfläche neu erstellen, um die Fläche zu füllen

Die Massefläche wird automatisch über Thermal-Relief-Muster mit allen GND-Pads verbunden.

Schritt 4: Feinschliff

Bestückungsdruck-Beschriftungen hinzufügen

Bestückungsdruck-Text hilft bei der Montage. Fügen Sie diese Beschriftungen hinzu:

• Platinentitel: "555 LED Blinker" oben
• Version: "v1.0"
• Polaritätsmarkierungen: "+" neben positivem Spannungspin
• Ihr Name/Website (optional, aber macht Spaß!)

Wählen Sie die Top Silk-Ebene und verwenden Sie Platzieren → Text, um Beschriftungen hinzuzufügen. Verwenden Sie 1mm Texthöhe für gute Lesbarkeit.

Befestigungslöcher hinzufügen

Befestigungslöcher ermöglichen es Ihnen, die Platine an einem Gehäuse oder Abstandsbolzen zu befestigen:

1. Suchen Sie nach "mounting hole 3mm" in der Bibliothek
2. Platzieren Sie eines in jeder Ecke, 3mm von den Kanten entfernt
3. Mit GND-Netz verbinden für Abschirmung (optional)

Design-Regelprüfung durchführen

Die DRC stellt sicher, dass Ihre Platine herstellbar ist:

1. Klicken Sie auf Design → Design-Regelprüfung (oder Ctrl+Shift+D)
2. Verwenden Sie JLCPCBs Design-Regeln (standardmäßig in EasyEDA geladen)
3. Beheben Sie alle Fehler - häufige Probleme:
   • Abstandsverletzungen: Leiterbahnen zu nah beieinander
   • Nicht geroutete Netze: Verpasste Verbindungen
   • Kupfer/Umriss-Konflikte: Leiterbahnen zu nah am Platinenrand

Schritt 5: Ihre Leiterplatte bestellen

Zeit, es real zu machen! Wir generieren Fertigungsdateien und bestellen bei JLCPCB.

Gerber-Dateien generieren

Gerber-Dateien sind das Industriestandard-Format für PCB-Fertigung:

1. Klicken Sie auf Fertigung → PCB-Fertigungsdatei (Gerber)
2. Überprüfen Sie die Vorschau - alle Ebenen sollten korrekt aussehen
3. Klicken Sie auf Gerber generieren, um eine ZIP-Datei herunterzuladen

Bei JLCPCB bestellen

1. Gehen Sie zu jlcpcb.com
2. Klicken Sie auf Jetzt bestellen → Gerber-Datei hinzufügen
3. Laden Sie Ihre Gerber-ZIP-Datei hoch
4. Optionen konfigurieren:
   • Basismaterial: FR-4
   • Lagen: 2
   • Abmessungen: Automatisch aus Gerber erkannt
   • PCB-Menge: 5 (Minimum, normalerweise am günstigsten)
   • PCB-Farbe: Grün (am günstigsten) oder nach Wahl
   • Oberflächenfinish: HASL (bleifrei)
   • Kupfergewicht: 1 oz
5. Überprüfen Sie die PCB-Vorschau, um sicherzustellen, dass sie korrekt aussieht
6. In den Warenkorb legen und zur Kasse gehen

Typische Kosten: $2-5 für 5 Platinen + $2-15 Versand (je nach Geschwindigkeit). Platinen kommen normalerweise in 5-14 Tagen an.

Stückliste und Teileliste

Während Sie auf die Platinen warten, bestellen Sie die Bauteile bei LCSC oder Ihrem bevorzugten Lieferanten:

Schritt 6: Ihre Platine bestücken

Wenn Ihre Platinen ankommen, ist es Zeit zu löten! Bedrahtete Bauteile sind anfängerfreundlich - wenn Sie einen Bleistift benutzen können, können Sie löten.

Löttipps für Anfänger

1. Arbeiten Sie vom niedrigsten zum höchsten:
   • Zuerst: Widerstände (R1, R2, R3)
   • Zweitens: Keramikkondensator (C2)
   • Drittens: IC-Sockel (optional, aber empfohlen für U1)
   • Viertens: Elektrolytkondensator (C1) - auf Polarität achten!
   • Fünftens: LED (D1) - auf Polarität achten!
   • Zuletzt: Stiftleiste (J1)
2. Polarität ist wichtig:
   • Elektrolytkondensator: Langer Pin = positiv, Streifen = negativ
   • LED: Langer Pin = Anode (+), flache Seite = Kathode (-)
   • 555-IC: Kerbe oder Punkt kennzeichnet Pin 1
3. Löttechnik:
   • Erhitzen Sie das Pad UND den Anschluss zusammen für 2-3 Sekunden
   • Führen Sie das Lot zur Verbindungsstelle, nicht zum Kolben
   • Eine gute Lötstelle sieht aus wie ein glänzender Vulkan
   • Lassen Sie abkühlen, bevor Sie das Bauteil bewegen

Ihre Platine testen

1. Sichtprüfung: Suchen Sie nach Lötbrücken, kalten Lötstellen oder fehlenden Verbindungen
2. Durchgangsprüfung: Verwenden Sie ein Multimeter, um zu überprüfen:
   • Kein Kurzschluss zwischen VCC und GND
   • VCC erreicht alle Versorgungspins
   • GND erreicht alle Massepins
3. Einschalten:
   • Schließen Sie 5-12V Netzteil an (USB-Powerbank funktioniert super)
   • Positiv an VCC, negativ an GND
   • LED sollte anfangen zu blinken!

Fehlerbehebung bei häufigen Problemen

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