這篇文章來源于DevicePlus.com英語網(wǎng)站的翻譯稿。

Fritzing是一個開源的原型制作平臺，用戶可通過此軟件輕松創(chuàng)建電路。與其他免費電路設計工具（比如Eagle或KiCAD EDA）相比，F(xiàn)ritzing的主要優(yōu)勢是能夠在“面包板”視圖中創(chuàng)建電路——就像使用真正的線纜在實際工作臺上連接真實元件。Fritzing擁有許多內(nèi)置電子元件和第三方庫，但是有時候，您的電路可能會用到一些沒有包含在其中的新元件或稀有元件。本教程將逐步指導您如何將這些元件轉換為Fritzing元件。

軟件

Fritzing 版本 0.9.3b – 下載地址： https://fritzing.org/home/

Inkscape – 下載地址： https://inkscape.org/en/

本指南首先教您使用免費Inkscape編輯器處理矢量圖形的基礎知識。然后，我們使用這些圖形為所有三種Fritzing視圖創(chuàng)建源文件：面包板視圖、原理圖視圖和PCB視圖。最后，我們將添加一些元數(shù)據(jù)并將其全部集成到一個Fritzing元件中！

第1步：收集所有信息

繪制矢量圖形和設計元件之前，我們需要獲得元件的所有信息，主要是指創(chuàng)建面包板視圖所需的元件物理尺寸。面包板視圖中的元件尺寸應與實際元件相同。元件的數(shù)據(jù)表通常包含元件尺寸，所以最好從這里開始。制造商傾向于將尺寸放在數(shù)據(jù)表的最后幾頁上。

圖1. 數(shù)據(jù)表中的元件尺寸

不幸的是，這并不總是這么簡單。有時，您正在設計的元件根本沒有數(shù)據(jù)表，尤其是該元件是一個分線板的時候。您可能能夠找到分線版上模塊的數(shù)據(jù)表，但是沒有分線板自身的尺寸。這時您就不得不臨時制作了。請先嘗試在互聯(lián)網(wǎng)上搜索一下。盡管還沒有人制作這個Fritzing元件，但是有人可能會為您測量尺寸。如果網(wǎng)上沒有，那么請拿出卡尺并開始測量吧。

作為例子，我將會把ROHM傳感器評估套件中的幾個傳感器制作成Fritzing元件：UV傳感器(ML8511)，霍爾效應傳感器(BD7411G)和顏色傳感器(BH1745NUC)。所有傳感器的創(chuàng)建步驟幾乎都是相同的，所以我們現(xiàn)在只關注ML8511A。該傳感器位于一個小型分線板上，由于沒有分線板尺寸，我們必須測量大多數(shù)項目。

圖2. ML8511分線板

要為面包板視圖創(chuàng)建圖形，我們至少需要外板尺寸、安裝孔位置和連接器位置。所有這些都會影響元件在Fritzing中的位置以及與其他元件的連接，因此必須非常精確！

圖3. 所需尺寸

提示：分線板上的許多元件都具有標準化的尺寸。比如，排針的間距為2.54毫米（0.1英寸）。像IC這樣的元件尺寸我們可以查詢其數(shù)據(jù)表。測量這些通常不是一個好主意，因為您的測量結果還不如數(shù)據(jù)表中的尺寸準確。

由于面包板視圖應與真實元件相同，因此我們還應該測量元件（比如電容、電阻和IC）在面包板上的焊接位置。測量這些元件的位置時不必像連接器那樣精確。這些元件不會連至分線板以外的任何其他元件，因此其位置誤差不會影響其他Fritzing元件的位置。但是，它們在面包板視圖中的位置應與實際元件的位置大致相同。

現(xiàn)在我們有了我們需要的所有尺寸，是時候為真實元件創(chuàng)建精確的矢量圖形了！

第2步：面包板視圖

Fritzing中的所有圖形都基于矢量，并以SVG格式存儲 – 可擴展矢量圖形（Scalable Vector Graphics）。 通常，計算機中的圖像通過像素陣列表示。畢竟，即使您正在閱讀本文的顯示屏幕是由大量像素組成的。這種存儲圖形信息的方法稱為光柵圖形（raster）這對于數(shù)字存儲內(nèi)容（比如照片）來說非常棒，但是該方法存在一個主要問題：您永遠無法獲得小于一個像素的細節(jié)。您可以放大圖像，但是不會獲得更精細的細節(jié)，只會得到更大的像素。當然，有些圖形程序和過濾器可以緩解這個問題，但是沒有“縮放和增強”按鈕能夠奇跡般地為圖片添加更多細節(jié)。

另一方面，矢量圖形處理的是對象，而不是像素。如果您在光柵圖形編輯器（比如經(jīng)典的Microsoft Paint）中創(chuàng)建一個矩形時，您可以更改某些像素的顏色。而在矢量圖形編輯器中，您可以創(chuàng)建一個矩形對象。該對象具有顏色等屬性；您可以移動、拉伸、轉動或以其他方式編輯該對象。放大矢量矩形對象時，您永遠不會喪失精度。然后，完成矢量圖形后，您可以將它們導出到位圖–一個光柵圖像。此時，最大的優(yōu)勢就是：您可以定義該位圖的分辨率。其大小取決于您的意志！

在本指南中，我使用Inkscape實現(xiàn)所有矢量圖形。該軟件是免費的，而且簡單易用。另外，它還內(nèi)置了使用教程！下圖為Inkscape的主窗口。左側為工具欄，右側為捕捉選項，頂部為當前工具設置，底部提供一些基本顏色選擇。

圖4. 主窗口

首先，我們需要啟用網(wǎng)格，這會讓對象的放置更容易一些。點擊“File（文件）”菜單并單擊“Document Properties（文檔屬性）”（或使用鍵盤快捷鍵Ctrl + Shift + D）。系統(tǒng)會彈出一個新的窗口。轉到第三個選項卡（“Grids（網(wǎng)格）”）。選擇“Rectangular grid（矩形網(wǎng)格）”并點擊“New（新建）”按鈕。

圖5. 文件屬性窗口

主窗口中會出現(xiàn)一個藍色網(wǎng)格，我們可以通過更改參數(shù)“Spacing X（X間距）”，“Spacing Y（Y間距）”和“Units（單位）”來更改網(wǎng)格大小。由于我們將以毫米或英寸為單位處理尺寸，因此我建議將網(wǎng)格尺寸設置為0.1毫米或0.01英寸。當然，我們可以隨時更改網(wǎng)格的尺寸，具體取決于我們處理的是哪種部件。

現(xiàn)在我們已經(jīng)準備好創(chuàng)建第一個矢量對象了！通常，我首先創(chuàng)建一個矩形來定義元件的外部尺寸。在主窗口中，選擇矩形工具，并通過單擊和拖動創(chuàng)建一個新的矩形。矩形的大小和顏色都沒關系，我們將在后面設置所有這些內(nèi)容。

圖6. 新矩形

點擊菜單“Object（對象）”，然后單擊選項“Fill and Stroke（填充和描邊）”（鍵盤快捷鍵為Ctrl + Shift + F）。首先，我們需要禁用描邊，所以選擇“Stroke paint（描邊顏料）”選項卡并選擇“No paint（無顏料）”（大X）。接下來，我們要更改矩形的顏色以匹配分線板的顏色。該板的顏色為深灰色，我們可以在“Fill（填充）”選項卡中進行設置，我選擇顏色＃141414。

現(xiàn)在我們需要確定矩形的尺寸。選擇矩形，并在頂部欄中更改其寬度和高度以匹配元件的外部尺寸。ML8511分線板為20.0 mm x 20.0 mm，因此我輸入這些尺寸。接下來，刪除正方形周圍的所有空白畫布是一個不錯的主意，這樣我們就不必擔心多余的畫布。再次打開“Document Properties（文檔屬性）”窗口，并在第一個選項卡“Page（頁面）”中按下“Resize page to drawing or selection（根據(jù)圖紙或選擇調整頁面大小）”按鈕。現(xiàn)在這個頁面跟這個正方形一樣大！

圖7. 調整頁面大小以匹配正方形電路板

該正方形將成為所有部件的基板，就像真實的PCB一樣。首先，我們必須添加兩個安裝孔。創(chuàng)建兩個直徑與實際安裝孔相同的白色圓圈。要創(chuàng)建一個圓，請選擇Circle/Ellipse（圓/橢圓工具）并創(chuàng)建一個橢圓。然后，就像我們處理矩形一樣，將其顏色改為白色（以便我們可以在電路板的深灰色背景下看到它），并設置其寬度和高度（在本例中為3.3毫米 x 3.3毫米）。將兩個圓圈放置在要創(chuàng)建安裝孔的位置。

圖8. 準備安裝孔

現(xiàn)在我們來處理非常酷的矢量內(nèi)容——選擇頁面上的所有對象（灰色方塊和兩個白色圓圈），然后進入菜單“Path（路徑）”。點擊“Object to Path（對象轉路徑）”選項。現(xiàn)在，不再有不同類型的對象（矩形和圓形）了，所有對象都具有相同的類型：路徑。路徑也是對象，能夠使用原始對象無法實現(xiàn)的方法進行操作。比如，您可以將一個矩形轉換一個路徑并在邊上添加兩個點，將其變成一個六邊形！您還可以對路徑執(zhí)行數(shù)學運算；您可以將兩條路徑合并成一條路徑。我們將使用其中一種方法在灰色方塊中“鉆孔”。選擇所有對象，返回“Path（路徑）”菜單，單擊選項“Exclusion（排除）”。眨眼間，白色圓圈現(xiàn)在變成了兩個孔！

圖9. 創(chuàng)建安裝孔

最關鍵的元件是連接器。如您在真正的分線板上看到的那樣，排針指向電路板下方，我將在設計中反映這一點。我將繪制針腳的頂部焊盤，而不是繪制針腳。首先，我將為VDD針腳創(chuàng)建一個淺灰色（＃C1C1C1）方塊，為其他三個針腳各創(chuàng)建一個淺灰色圓圈。正方形為2.0毫米×2.0毫米，圓圈的直徑為2.0毫米。我還在兩個針腳的中心添加一個較暗的圓圈，以便Fritzing中的電線具有明確的連接區(qū)域。

圖10. 連接器針腳基礎

要將一個對象移至另外一個對象的中心，我們應使用另一個功能：“Object（對象）”菜單中的“Align and Distribute（對齊和分配）”（Ctrl + Shift + A）。選擇第一個對象（比如淺灰色方塊），然后選擇第二個對象（小深灰色圓圈）。現(xiàn)在，在“Align and Distribute（對齊和分配）”窗口中，將“Relative to（相對于）”設置為“First selected（首先選中）”，然后單擊“Center on vertical axis（垂直軸居中對齊）”和“Center on horizontal axis（水平軸居中對齊）”。這會將小圓圈恰好移至淺灰色方塊的中心。

圖11. 連接器針腳的頂視圖

為了更容易操作完成的針腳，您可以按住Shift單擊選擇兩者，然后按下Ctrl + G，將方塊和中心圓組合在一起。接下來，復制并粘貼圓形針腳兩次。垂直對齊所有針腳，并將間距改為標準0.1英寸。最簡單的方法是將網(wǎng)格大小更改為0.1英寸，然后使用網(wǎng)格對齊。做完這些之后，將四個排針組合在一起，我們的連接器就完成了。剩下的就是將連接器放置到深灰色的分線板上。

圖12. 連接器已經(jīng)完成的電路板

至此，所有關鍵部件都已到位，現(xiàn)在要做的是添加細節(jié)，使Fritzing元件看起來像真實元件。添加的細節(jié)完全取決于您自己。我添加了兩個電容、一個電阻和實際的傳感器芯片。電阻和電容的尺寸是標準化的，傳感器芯片的尺寸可以在其數(shù)據(jù)表中找到。

圖13. 帶有所有部件的分線板

下一步是添加文字和標記。撰寫本文時，F(xiàn)ritzing僅支持OCR A或Droid Sans字體，并會將其他字體轉換為上述字體的其中一種，因此所有文本我都使用Droid Sans字體，大小為4.5。最后，按Ctrl + A選擇所有內(nèi)容并將它們組合在一起（Ctrl + G）。將圖形保存為新的SVG文件。結果如下圖所示。我覺得這非常接近真實元件！

圖14. 左側為實際ML8511傳感器，右側為完成的面包板視圖

這里還有另外兩個傳感器：BH145NUC顏色傳感器和BD7411G霍爾傳感器。創(chuàng)建這兩個圖形的步驟與ML8511A幾乎相同，只是針腳數(shù)量不同：BD7411G有三個針腳（因為這是一個數(shù)字傳感器），BH1745NUC有五個針腳（該傳感器使用I2C總線）。幸運的是，套件中所有傳感器的所有關鍵元件（連接器和安裝孔）的位置都相同。

我不是一個圖形設計師，但是我認為所有傳感器的面包板視圖與實際元件非常相像！

圖15. 左側為實際BH1745NUC傳感器，右側為面包板視圖

圖16. 左側為實際BD7411G傳感器，右側為面包板視圖

好消息 – 最困難的部分已經(jīng)完成！接下來的事情 – 創(chuàng)建原理圖視圖 – 要容易的多。

第3步：原理圖視圖

為原理圖創(chuàng)建矢量圖比面包板要容易得多。我們不必測量任何東西，因為在原理圖中，分線板只是一個帶有四個輸入端的塊。為了讓事情變得更容易，我建議您導出現(xiàn)有的Fritzing原理圖，然后進行編輯，以滿足需求。要從Fritzing中導出零件SVG圖形，打開面包板視圖，添加一些部件（比如核心元件的三軸加速度計），然后右鍵單擊并選擇“Edit (new parts editor)（編輯（新元件編輯器））”，在元件編輯器中將其打開。系統(tǒng)會彈出另一個窗口——元件編輯器。稍后當我們將所有圖形組合成一個Fritzing元件時，我們將使用該編輯器。現(xiàn)在，點擊“文件（File）”菜單，選擇“導出 “Export（導出）” → “as Image（導出為圖像）” → “SVG”。在Inkscape打開這個SVG文件。

圖17. 導出的原理圖

現(xiàn)在我們需要添加一個間距為0.1的新矩形網(wǎng)格。這是因為原理圖視圖應以0.1英寸的倍數(shù)完成。比如，引線的長度為0.2英寸，其間距為0.1英寸。

圖18. 準備原理圖

從Fritzing導出的圖形通常會被組合到一起，因此只需選擇所有內(nèi)容并點擊“Ungroup（取消分組）”（Ctrl + Shift + G），直到?jīng)]有分組為止。然后，我們只需編輯文本，刪除兩個引線，然后重命名其他引線以匹配分線板。將所有內(nèi)容重新組合在一起，并將文件保存為SVG文件，原理圖視圖就完成了！

圖19. 完成的原理圖

另外兩個傳感器的原理圖如下。同樣，除了針腳數(shù)量不同之外，整個過程是相同的。

圖20. BH1745NUC的原理圖

圖21. BD7411G的原理圖

第4步：PCB視圖

說實話，涉及到繪制PCB布局時，我并不是Fritzing的忠實粉絲。也許這僅僅是因為習慣了Eagle，但是，我承認Fritzing的簡單易用非常有魅力，特別是對于初學者。我在Fritzing中設計了一塊小型單面PCB，但不是更復雜的雙層（或更多層）板。這就是說，PCB視圖是環(huán)境的一個組成部分，如果我們要確保我們的新元件能正常工作，我們也必須為這個視圖創(chuàng)建一個圖形。

就像原理圖一樣，最簡單的方法就是從Fritzing中導出現(xiàn)有PCB圖形并進行編輯。我從元件編輯器的PCB視圖中再次導出三軸加速度計元件。這里有一個小問題：用Inkscape打開導出的文件時，您只會看到銅焊盤。這是因為在SVG文件中，所有的絲印形狀和文本都是白色的，盡管在Fritzing中顯示為黑色。Inkscape允許您更改文檔背景顏色，所以再次打開“Document Properties（文檔屬性）”窗口，在“Page（頁面）”選項卡的頂部，將背景顏色更改為黑色。

圖22. 導出的PCB圖形

就像原理圖一樣，所有東西都組合在一起。因此，請執(zhí)行幾次“Ungroup（取消組合）”命令，直到您可以單獨選擇所有白色絲印形狀。將輪廓更改為與分線板一樣大：20.0毫米x 20.0毫米，并且調整頁面大小，以進行匹配。然后，刪除我們不需要的絲印形狀：中間的箭頭和芯片輪廓。我們的分線板只有4個針腳，因此我們更改連接器的絲印輪廓，以與之匹配。最后，重新組合連接器輪廓，以便我們可以輕松移動它，更改其位置使其與真實的電路板相匹配。

圖23. 修改絲印之后的PCB圖形

現(xiàn)在我們需要更新銅焊盤的位置。從Fritzing輸出PCB圖形后，實際上兩組六個銅焊盤是堆疊在一起的，即一組是頂部焊盤，另一組是底部焊盤。將其中一個銅焊盤組移開，然后取消組合，刪除我們不需要的兩個焊盤，并重新組合其他四個。然后，將它們對齊到連接器輪廓的中心。對第二組銅焊盤重復這個過程。

圖24. 完成的PCB視圖

最后一步是更改SVG文件的結構，使其達到Fritzing標準。SVG文件基本上是一個XML（可擴展標記語言）文件，所以您可以直接在任何文本編輯器中進行編輯。然而，使用Inkscape的內(nèi)置編輯器會更方便。該編輯器的打開方法如下：在“Edit（編輯）”菜單中單擊“XML Editor（XML編輯器）”（Ctrl + Shift + X）。

圖25. Inkscape XML編輯器

選擇其中一個XML節(jié)點時，系統(tǒng)會在Inkscape主窗口中選擇適當?shù)膶ο螅@樣您可以輕松識別給定的SVG對象與哪個XML節(jié)點相對應。我們需要添加三個新的XML節(jié)點，因此選擇根節(jié)點（頂層節(jié)點，名為“）并按下頂部欄最左邊的按鈕（“New element node（新元素節(jié)點）”）。系統(tǒng)會提示您輸入節(jié)點名稱，因此請輸入不帶引號的“svg:g”。這會創(chuàng)建一個新的組節(jié)點；我們需要將其ID從默認值改為“silkscreen（絲印）”。

圖26. 新“silkscreen（絲印）”節(jié)點

現(xiàn)在，再創(chuàng)建兩個ID為“copper0”和“copper1”的組節(jié)點。將包含絲印對象和輪廓的所有節(jié)點移至“silkscreen（絲印）”節(jié)點中。然后，將其中一個銅焊盤組移至節(jié)點“copper0”中，將整個節(jié)點“copper0”移至節(jié)點“copper1”中。最后，將第二組銅焊盤移至節(jié)點“copper1”中。最終的XML結構如下圖所示。

圖27. 最終的XML結構

另外兩個傳感器的原理圖如下所示。同樣，除了針腳數(shù)量不同之外，整個過程是相同的。

圖28. BH1745NUC的PCB封裝

圖29. BD7411G的PCB封裝

這部分工作完成！我們已經(jīng)為所有三種Fritzing視圖準備好了圖形，那么現(xiàn)在剩下的唯一任務就是將它們?nèi)空系揭粋€全新的Fritzing元件中！

第5步：創(chuàng)建Fritzing元件

之前的所有工作都是為這一步做準備！Fritzing不允許直接創(chuàng)建新元件，所以唯一的方法就是編輯現(xiàn)有元件。比如，在面包板視圖中，添加一些元件：我們之前使用的加速度計。右鍵單擊該元件并選擇選“Edit (new parts editor)（編輯（新元件編輯器））”。系統(tǒng)會在新窗口中打開元件編輯器。

圖30. Fritzing元件編輯器

元件編輯器與Fritzing主窗口非常相似。該窗口有三個基本視圖（面包板、原理圖和PCB），但是，還有三個額外的選項卡：Icon（圖標）、Metadata（元數(shù)據(jù)）和Connectors（連接器）。Icon（圖標）選項卡允許您為元件選擇一個圖標。Metadata（元數(shù)據(jù)）允許您編輯元件參數(shù)，比如名稱以及元件的附加信息等。Connectors（連接器）允許您添加或刪除連接針腳并更改其名稱和類型。

首先，我們需要設置這三個基本視圖。進入面包板視圖，在“File（文件）”菜單中單擊“Load image for view（加載圖像進行查看）”。然后，選擇我們在步驟2中創(chuàng)建的SVG面包板文件。之后，請為原理圖和PCB視圖執(zhí)行相同的操作。

圖31. ML8511A面包板視圖

接下來，我們要編輯連接器。打開“Connectors（連接器）”選項卡并將連接器數(shù)量設置為4。然后，更改連接器名稱，使其與實際電路板上的連接器名稱相同。

圖32. ML8511A連接器視圖

在“Connectors（連接器）”選項卡中設置完所有內(nèi)容后，我們需要將連接器分配給SVG文件中的對象。分配完成之后，F(xiàn)ritzing就會知道將導線連至我們的元件。打開面包板視圖，在右側欄中，單擊第一個連接器（VDD）的“Select graphic（選擇圖形）”按鈕。現(xiàn)在，當您將鼠標懸停在SVG圖形上時，系統(tǒng)會用紫色突出顯示不同的SVG元素。單擊要用作連接器的元素。此時，該元素上會出現(xiàn)一個虛線叉，并且右側欄的VDD針腳旁邊出現(xiàn)一個刻度標記。對面包板視圖中的所有其余連接器重復此操作，原理圖和PCB視圖也執(zhí)行相同操作。

圖33. 面包板視圖中指定的VDD連接器

現(xiàn)在我們需要添加與元件相關的所有附加信息。打開元數(shù)據(jù)選項卡，并更改標題、作者和說明。或者，您可以更改屬性和標簽，以便更好地對新元件進行分類。

圖34 ML8511A元數(shù)據(jù)視圖

我們?nèi)匀蝗鄙俚淖罱K細節(jié)就是即將顯示在元件箱中的圖標。您可以為圖標創(chuàng)建一個新的SVG圖形，但是您也可以重新使用面包板、原理圖或PCB視圖中的圖形。我建議使用面包板中的圖形，因為它看起來就像真正的元件。轉到Icon（圖標）選項卡，然后在“File（文件）”菜單中選擇“Reuse breadboard image（重新使用面包板圖像）”選項。

圖35. ML8511A圖標視圖

點擊“File（文件）”菜單中的“Save as new part（另存為新元件）”，以保存元件。系統(tǒng)會提示您輸入文件名前綴，但這不是必需的，因此只需保留默認值即可。任務完成！您現(xiàn)在可以關閉元件編輯器，并打開Fritzing主窗口。您的新元件將位于“My Parts（我的元件）”箱中，從現(xiàn)在開始，您可以像使用其他Fritzing元件一樣使用它！

結果

下圖顯示了Fritzing面包板視圖中已連至面包板的新元件！

圖36. Fritzing中制作完成的ML8511A、BH1745NUC和BD7411G元件

這里還有一個額外步驟！現(xiàn)在，您可以對Fritzing社區(qū)做出原創(chuàng)性貢獻，讓其他人使用您制作的元件。要做到這一點，請右鍵單擊“My parts（我的元件）”箱中的元件并選擇“Export Part（導出元件）”。該元件將導出為.fzpz文件，您可以在線共享該文件！

好了，創(chuàng)建自定義Fritzing元件的簡短指南到此結束。如果您有任何問題或反饋，請在本文下方的評論中留言。如果本指南幫助您創(chuàng)建了自己的Fritzing元件，也請將結果發(fā)布在評論中！

審核編輯：湯梓紅