熊工巧匠 | 繪制高顏值的電路接線圖,讓你的創(chuàng)客項(xiàng)目贏在起跑線上
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我偶爾會(huì)在網(wǎng)上論壇里寫(xiě)寫(xiě)文章,發(fā)表一些創(chuàng)客 DIY 小制作的教程,底下經(jīng)常有人回復(fù)問(wèn)我:請(qǐng)問(wèn)這些漂亮的電路接線圖是怎么畫(huà)出來(lái)的?
正好最近我的一些學(xué)生也在忙著準(zhǔn)備各種創(chuàng)客比賽,這過(guò)程中當(dāng)然也少不了撰寫(xiě)參賽文本,現(xiàn)在很多創(chuàng)客比賽都要求在參賽文本中附上電路接線圖,因此經(jīng)常有學(xué)生讓我?guī)兔L制一下電路接線圖。授人以魚(yú)不如授人以漁,所以決定寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的教程,來(lái)教教大家怎么繪制好看的電路接線圖。
先說(shuō)明一下,這里提到的電路圖,不是像下圖中看到的那種專(zhuān)業(yè)的電路原理圖或者 PCB 圖紙(圖中分別對(duì)應(yīng) Arduino Mega 2560 的電路原理圖和 PCB 圖紙),而是在一些創(chuàng)客制作過(guò)程中的元器件接線示意圖。
Arduino Mega 2560 電路原理圖
Arduino Mega 2560 PCB 圖紙
# 軟件和流程介紹
其實(shí)繪制電路接線圖也沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的軟件,只要掌握方法,很多工具都能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似文章第一幅圖的效果。那副圖中的 ① ② ③ ④,我就是分別采用不同的軟件來(lái)設(shè)計(jì)的,他們分別是:
① Fritzing:開(kāi)源免費(fèi)的電路圖繪制軟件,曾經(jīng)在創(chuàng)客屆非常流行;
② Tinkercad Circuits:Autodesk 出品的免費(fèi)的在線電路繪制、編程、仿真軟件;
③ 微軟的 PowerPoint (PPT) 或者蘋(píng)果的 Keynote:這個(gè)就不介紹了,都是設(shè)計(jì)幻燈片的軟件;
④ Adobe Illustrator (AI) :大名鼎鼎的高清矢量圖像編輯器;
Inkscape:開(kāi)源免費(fèi)的高清矢量圖像編輯器,功能與 AI 類(lèi)似。
是的,你沒(méi)看錯(cuò),我們?nèi)粘9ぷ髦袝?huì)用到的 PPT 也位列其中,這不是用來(lái)制作幻燈片的辦公軟件么?怎么還可以用來(lái)繪制電路接線圖了呢?那就讓我來(lái)告訴你,PPT 不僅可以用來(lái)繪制電路接線圖,而且是對(duì)于小白來(lái)說(shuō)最容易入門(mén)的軟件了,在我的日常繪制過(guò)程中,使用的頻率也很高。為什么會(huì)是這樣的呢?繼續(xù)往下看。
另外,這幾個(gè)軟件不管你用的是 Windows 系統(tǒng)平臺(tái),還是 macOS 系統(tǒng)平臺(tái),都有對(duì)應(yīng)的軟件。不管用哪個(gè)軟件來(lái)繪制電路接線圖,關(guān)鍵的一些步驟也都是類(lèi)似的:
電路分析:畫(huà)電路圖之前,總要知道電路圖中需要有哪些元器件吧;
尋找素材:難道每個(gè)元器件都要自己畫(huà)么?當(dāng)然不是,大部分素材網(wǎng)上都是能找到的;
素材處理:但是有時(shí)候找到的素材往往不盡如人意,這時(shí)候就可以用 PPT 簡(jiǎn)單處理一下了;
電路繪制:這個(gè)時(shí)候就會(huì)用到前面說(shuō)的一些軟件了,我會(huì)在這部分教你一些軟件技巧。
下面就分章節(jié)給大家介紹一下每個(gè)步驟的大概方法和技巧。
# 電路分析
電路分析應(yīng)該是幾個(gè)步驟里面最簡(jiǎn)單的,你做完整個(gè)項(xiàng)目,用到了哪些元器件總該知道吧。雖然這步很簡(jiǎn)單,但也很重要,它會(huì)直接決定后面可以使用哪個(gè)軟件,甚至?xí)绊懙嚼L制電路接線圖的便捷程度。
比如你用到的元器件只是一些很基礎(chǔ)常用的模塊,那么你可以直接使用 Fritzing 或者 Tinkercad Circuits 來(lái)繪制,這兩個(gè)軟件自帶的庫(kù)里面會(huì)有很多常用的電子模塊素材。具體有哪些自帶的素材,你可以自己探索下,一篇文章肯定是寫(xiě)不完的,總之還是比較多的。
# 準(zhǔn)備素材
準(zhǔn)備素材主要就是指找到所需的電子元器件圖片素材,這里推薦幾個(gè)我常用的幾個(gè)途徑。
## 在Fritzing 中尋找素材
在電路分析章節(jié)中,我說(shuō)到在 Fritzing 軟件中自帶了很多電子元器件模塊的素材,而且這里面的素材都是高清矢量圖,可以隨意放大。
Fritzing 是創(chuàng)客屆非常流行的電路接線圖繪制軟件,你可以在網(wǎng)上看到好多用這個(gè)軟件繪制的電路圖,但是可惜的是,好像最后一版更新一直停留在 2016 年 6 月 2 日的 0.9.3b 版本,已經(jīng) 3 年多沒(méi)有更新了。
下載地址:http://fritzing.org/download/
Fritzing
首先打開(kāi) Fritzing 軟件,然后切換到"面包板"標(biāo)簽頁(yè),點(diǎn)擊右邊的"放大鏡"按鈕,然后輸入你要搜索的元器件,比如我在這里搜索的是"Arduino Uno",然后回車(chē),它就會(huì)加載出跟"Arduino Uno"相關(guān)的模塊,找到我們想要的模塊,拖到編輯區(qū)域即可,如下圖所示。
在Fritzing中搜索素材
如果你的整個(gè)電路接線圖都是用 Fritzing 來(lái)繪制的話,繼續(xù)尋找其他素材,然后進(jìn)行連線就可以了。如果 Fritzing 中只有部分你想要繪制的電路接線圖素材,顯然你需要其他軟件來(lái)配合繪制,所以你需要導(dǎo)出相應(yīng)的素材圖紙,依次點(diǎn)擊:文件 → 導(dǎo)出 → 作為圖像 → SVG,就可以導(dǎo)出素材了。當(dāng)然你也可以導(dǎo)出 PNG 或者 JPG 格式,取決于后面用哪個(gè)軟件進(jìn)行編輯。
從Fritzing中導(dǎo)出素材
如果你要用 Adobe Illustrator 或者 Inkscape 這兩個(gè)軟件進(jìn)行編輯的話,顯然導(dǎo)出 SVG 格式是最合適的;如果你想要用 PPT 進(jìn)行編輯的話,再如果你是 PPT 2019 及以上版本的話,也推薦導(dǎo)出 SVG 格式,因?yàn)閺?PPT 2019 開(kāi)始,直接支持打開(kāi)矢量圖格式了,即 SVG 格式。如果你的 PPT 軟件低于這個(gè)版本,推薦導(dǎo)出 PNG 格式,相比 JPG 格式,PNG 格式的背景是透明的,后面繪制電路圖時(shí)不容易產(chǎn)生圖片重疊遮擋問(wèn)題。
## 在 Tinkercad 中尋找素材
Tinkercad Circuits 是由 Autodesk 推出的針對(duì)青少年創(chuàng)客教育的電路繪制、編程、仿真軟件,它是一款完全免費(fèi)的軟件,使用之前需要注冊(cè)賬號(hào)。它支持簡(jiǎn)單的電路圖繪制、Arduino 圖形化編程、Arduino 代碼編程,更厲害的是,它還支持電路仿真!隨著軟件的更新迭代,里面的電路素材庫(kù)也越來(lái)越豐富。
首先進(jìn)入 Tinkercad 網(wǎng)頁(yè):https://www.tinkercad.com/,登錄賬號(hào)之后進(jìn)入了個(gè)人作品頁(yè)面,在左邊菜單欄選擇"Circuits"標(biāo)簽頁(yè),點(diǎn)擊"Create new Circuit"按鈕,就會(huì)進(jìn)入電路圖編輯界面。
Tinkercad Dashboard
電路圖編輯界面右邊就是各種電子元器件的模塊,找到想要的素材之后,記得盡可能放大,然后截圖保存下來(lái),方便后面編輯。當(dāng)然跟 Fritzing 同樣的道理,如果所有素材都能在這里找到的話,可以直接在這里繪制接線圖,會(huì)方便很多。
Tinkercad Circuits
當(dāng)然啦,Tinkercad Circuits 除了能繪制電路圖以外,還能直接在上面編寫(xiě)程序(圖形化或代碼支持),甚至還支持仿真,對(duì)于教學(xué)來(lái)說(shuō)也是夜歌蠻好的選項(xiàng)。
tinkercad-simulation
## 通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索尋找素材
百度或谷歌:你可以通過(guò)百度或谷歌等搜索引擎去搜索相應(yīng)的電子元器件圖紙或者照片,運(yùn)氣好的話,可以直接找到比較清晰的圖片。這里需要注意的是,盡可能去找沒(méi)有水印、以及正向俯拍的照片,另外圖片的尺寸也盡可能大一些,這樣在后面繪制時(shí)效果會(huì)比較理想。如果能找到別人繪制好的平面元器件圖紙甚至是矢量圖,那自然是最好的,但是往往比較難找到,所以我們可以找一些相對(duì)清晰干凈的圖紙,到后面進(jìn)行處理。
百度搜索電子元器件
谷歌搜索電子元器件
淘寶:淘寶也是一個(gè)巨大的圖片素材庫(kù),你可以直接在淘寶上搜索相應(yīng)的元器件,或者去當(dāng)時(shí)購(gòu)買(mǎi)的店鋪,看看能不能找到無(wú)水印的照片或者截圖。
淘寶搜索電子元器件
比如下面這張店鋪里的詳情圖就是比較理想的,因?yàn)樗鼭M足幾個(gè)條件:正面俯拍、沒(méi)有水印、周?chē)?huà)的線與模塊邊界清晰,可以通過(guò)截圖保存下來(lái),后面將會(huì)以這張圖為例講解通過(guò) PPT 軟件處理素材的方法。
淘寶店鋪電子元器件詳情頁(yè)
## 在廠家圖庫(kù)中尋找素材
前面啰嗦了那么一堆沒(méi)用的,沒(méi)點(diǎn)擊關(guān)閉頁(yè)面,說(shuō)明你是真愛(ài),所以這里獻(xiàn)上一個(gè)大殺器!
其實(shí)很多大廠都是有自己的元器件圖紙庫(kù)的,有些廠家提供了高清的元器件矢量圖下載,有些雖然沒(méi)有提供矢量圖下載,但一般也可以下載到高清圖紙。那這些圖紙一般會(huì)在哪里呢?其實(shí)他們官網(wǎng)的產(chǎn)品頁(yè)面,一般都會(huì)有產(chǎn)品維庫(kù) wiki 的鏈接,也就是大部分產(chǎn)品都會(huì)有一個(gè)使用教程,在它們的教程頁(yè)面,一般都會(huì)有相關(guān)的圖紙。
因?yàn)槲易约菏褂?DFRobot 的電子元器件產(chǎn)品比較多,誰(shuí)叫他們的產(chǎn)品質(zhì)量好呢!(記得給一下廣告費(fèi)哈~)所以這里以他們?yōu)槔?,進(jìn)入他們的官網(wǎng),選擇你想要的產(chǎn)品,然后點(diǎn)擊產(chǎn)品頁(yè)面下方的"產(chǎn)品維庫(kù)"鏈接就行了。以 DFRobot 最新推出的掌控?cái)U(kuò)展板為例,在它的維庫(kù)頁(yè)面上,可以看到右上角就有一張高清圖紙,自己試試搜尋看看~
掌控板wiki頁(yè)面
當(dāng)然 DFRobot 在 GitHub 上也有一個(gè)元器件圖紙 repo,你也可以去下載下來(lái),直達(dá)鏈接:https://github.com/DF-Jane/DFRobot-SVGs。這上面基本上包括了 DFRobot 常用產(chǎn)品的 SVG 高清圖紙,唯一不足的是,這個(gè) repo 好像很久沒(méi)更新了,他們一些最新產(chǎn)品的圖紙基本沒(méi)有,希望他們后續(xù)可以繼續(xù)更新。當(dāng)然因?yàn)槲腋?DFRobot 的朋友比較熟,所以有一些特殊渠道可以要到他們的最新圖紙哈哈哈。
DFRobot SVG圖紙repo
除了 DFRobot 的圖紙,我這邊還有一些其他廠家的圖紙。為了方便大家,后期我會(huì)把這些圖紙整理好打包發(fā)到網(wǎng)上,供大家下載。大家可以去我公眾號(hào)"鐵熊玩創(chuàng)客"后臺(tái)回復(fù)"元器件圖紙",會(huì)自動(dòng)回復(fù)你下載鏈接。
這里 cue 一下各位廠家朋友,如果你們有整理好的高清圖紙,歡迎把下載鏈接發(fā)我,我會(huì)一并整理好發(fā)給大家。
# 素材處理
寫(xiě)了 3000 字,終于到了素材處理章節(jié)了……感覺(jué)寫(xiě)完遙遙無(wú)期啊……開(kāi)啟豆腐渣工程模式哈哈哈。
這里的素材處理,并不是指專(zhuān)業(yè)的 PS 之類(lèi)的,而是指用 PPT 簡(jiǎn)單處理一下,對(duì),就是用 PPT 處理!打開(kāi) PPT 軟件,希望你是 PPT 2013 及以上版本,如果不是,請(qǐng)出門(mén)左轉(zhuǎn)去下載一個(gè)版本高一些的 PPT 吧。將待處理的圖片導(dǎo)入 PPT 中,然后進(jìn)入"圖片格式"修改標(biāo)簽,如果你沒(méi)看到這個(gè)標(biāo)簽,雙擊圖片就可以。然后點(diǎn)擊箭頭所指出的"刪除背景"按鈕,圖片就會(huì)進(jìn)入刪除背景編輯模式。
PPT圖片格式頁(yè)面
在刪除背景編輯模式下,適當(dāng)調(diào)整邊界,以及標(biāo)記要?jiǎng)h除或保留的區(qū)域,其中紅色區(qū)域就是要?jiǎng)h除的背景區(qū)域。經(jīng)過(guò)一些簡(jiǎn)單調(diào)整,就可以得到透明背景的圖片,你可以右鍵另存到電腦上,也可以直接在 PPT 中繪制電路連接圖。你也可以看到這篇文章中的所有圖片素材,我都是在 PPT 中處理的。
PPT刪除圖片背景
當(dāng)然我用的是 Mac 系統(tǒng)下的 PPT 軟件,跟 Windows 系統(tǒng)下其實(shí)大同小異,只是界面稍有差異而已。為了讓大家對(duì)這個(gè)過(guò)程了解得更加直觀,特意找了一張 Windows 系統(tǒng)下用 PPT 軟件去除背景的動(dòng)圖,大家自行感受。PPT 其實(shí)也是個(gè)摳圖神器。
PPT刪除背景動(dòng)態(tài)演示
# 電路繪制(軟件技巧)
終于到了怎么繪制電路圖的階段了,你可能以為這是本文的重點(diǎn),其實(shí)經(jīng)過(guò)上面的步驟,后面就很簡(jiǎn)單了。下面分別根據(jù)不同的軟件做一些簡(jiǎn)單介紹。
## Fritzing 繪制電路圖
Fritzing 中畫(huà)圖很簡(jiǎn)單!其實(shí)就是找到你想要的元器件,然后拖出來(lái),一個(gè)一個(gè)連線在一起就好了,因?yàn)檫@個(gè)軟件操作真的是太簡(jiǎn)單了,這里就不再贅述了,偷個(gè)懶,直接放一個(gè)教程鏈接吧:
如何用Fritzing軟件來(lái)畫(huà)電路:http://cnlearn.linksprite.com/?p=185#.XRDSwm8zZ0s
## Tinkercad 繪制電路圖
Tinkercad Circuits 中怎么繪圖呢?這里也不再贅述,直接給大家開(kāi)一個(gè)小灶傳送門(mén):
【余老師公益課匯總】Tinkercad 3D建模+Circuits電子電路:https://mp.weixin.qq.com/s/TCzL7UKAGOeV0nO0db1xDA
這是杭州勝利實(shí)驗(yàn)學(xué)校的余老師在 2018 年暑假的時(shí)候做的一系列公益微課,大家可以去上面的網(wǎng)址學(xué)習(xí)一下,不僅可以學(xué)到 Tinkercad Circuits 繪圖技能,還能學(xué)習(xí)到很多 Arduino 編程知識(shí)和 3D 打印建模的知識(shí),是非常好的學(xué)習(xí)資料,有空的時(shí)候一定要去學(xué)習(xí)一下,沒(méi)空也要抽空去學(xué)習(xí)一下!感謝余老師和 Autodesk 公司對(duì)創(chuàng)客教育事業(yè)的無(wú)私奉獻(xiàn)!
## PPT 繪制電路圖
前面講的兩個(gè)軟件,可能很多人都沒(méi)聽(tīng)過(guò),那么 PPT 應(yīng)該是所有人都知道的吧!如果這都不知道,我實(shí)在想不明白你是如何堅(jiān)持看到這里的,畢竟你已經(jīng)看了 4000 多字了。
在 PPT 中繪制電路接線圖,說(shuō)白了就是排版。相信大家都已經(jīng)做了很多年 PPT 了,當(dāng)按照前面的步驟尋找好并且處理好素材之后,一起放到 PPT 同一頁(yè)面中,根據(jù)電路關(guān)系,適當(dāng)調(diào)整好元器件的大小和位置,然后就是插入線條,使用一些對(duì)其操作進(jìn)行基礎(chǔ)排版了。你不知道如何在 PPT 中插入線條?好吧,在 PPT 中依次點(diǎn)擊:插入 → 形狀 → 線條,然后調(diào)整好線條長(zhǎng)度、顏色、位置就可以啦。
這里有個(gè)小 tips,鼠標(biāo)調(diào)整線條長(zhǎng)短的同時(shí),鍵盤(pán)按住"shift"鍵,可以使線條保持水平或者豎直。
PPT中插入線條
下面這幅圖就是我用 PPT 畫(huà)的另一個(gè)作品(律動(dòng)荊棘皇冠)的電路接線圖了。
律動(dòng)荊棘皇冠電路圖繪制
## Adobe Illustrator 繪制電路圖
這是我最喜歡也是最常用的方式,因?yàn)楸救藢?duì)高清圖紙情有獨(dú)鐘。
在 AI 中,你既可以導(dǎo)入 SVG 或 AI 格式的高清矢量圖,也可以導(dǎo)致之前準(zhǔn)備的其他格式的素材,比如 PNG 或 JPG 格式。然后與在 PPT 中繪制一致,適當(dāng)調(diào)整好元器件的大小和位置。接著在左邊工具欄選擇"鋼筆工具",然后使用鼠標(biāo)左鍵選擇合適的位置進(jìn)行繪圖。
同樣,這里也有個(gè)小技巧,鼠標(biāo)繪圖的同時(shí),鍵盤(pán)按住 shift 鍵,可以使畫(huà)出來(lái)的線條保持豎直或水平。
最后在"描邊"工具中改變線條的顏色和粗細(xì),這樣一幅電路接線圖就完成了。當(dāng)然你也可以加一些裝飾,比如添加注釋文字等。還沒(méi)看懂的話,可以看下面的動(dòng)圖演示。
AI畫(huà)圖動(dòng)態(tài)演示
最后你可以將你的電路圖截圖保存,或者直接選擇:文件 → 導(dǎo)出 → 另存為… ,分辨率可以選擇高一些,比如 300 ppi,這樣圖紙?jiān)诜糯罂s小的時(shí)候,都不會(huì)太模糊。
AI圖紙導(dǎo)出
AI圖紙導(dǎo)出分辨率選擇
## Inkscape 繪制電路圖
這個(gè)軟件我沒(méi)怎么用過(guò),不過(guò)應(yīng)該和 Adobe Illustrator 差不多,這里就不多說(shuō)了,免得誤人子弟……
## 軟件比較
講了這么多軟件,這里放一張各個(gè)軟件的匯總比較表,大家可以參考對(duì)比。
軟件比較
# 總結(jié)
看了這么長(zhǎng)的教程,是不是感覺(jué)畫(huà)一幅簡(jiǎn)單的電路接線圖很復(fù)雜?其實(shí)不是的,凡事有個(gè)過(guò)程,只要你熟練掌握這些過(guò)程和及技巧,畫(huà)一幅電路接線圖其實(shí)很快的,熟練以后,一般 5 ~ 10 分鐘就能畫(huà)好一幅簡(jiǎn)單的圖紙了。
當(dāng)然,可以畫(huà)電路接線圖的軟件肯定不止這幾個(gè),找到最適合自己使用習(xí)慣的,才是最好的。百看不如一練,趕緊在自己的下一個(gè)創(chuàng)客項(xiàng)目中試試畫(huà)一張好看的電路接線圖吧!
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