Cómo crear una biblioteca de PCB para tus trabajos de diseño

John Watson
|  Created: June 24, 2019  |  Updated: March 16, 2020

Cuando pensamos en una biblioteca, lo primero que se nos viene a la mente es un edificio con materiales de algún tipo. En abril de 1800, cuando la sede del gobierno se mudó de Philadelphia a Washington, una de las primeras leyes del presidente Monroe fue asignar 5000 USD para comprar libros y utilizarlos por los miembros del congreso. En su creación, la Biblioteca del Congreso empezó con 740 libros y tres mapas. Ahora contiene 32 millones de libros catalogados y otros materiales impresos en 470 idiomas, más de 61 millones manuscritos. En ella se encuentra la recopilación de libros raros más grande de Norteamérica. Es con diferencia la biblioteca más grande del mundo entero. Para cualquiera que haya visitado alguna vez la Biblioteca del Congreso, contemplar la cantidad ingente de conocimiento y materiales entre sus paredes es increíble. Sin embargo, lo que más me sorprende es cómo se organiza todo ese material para poder encontrar cualquier cosa muy rápidamente. 

Otro tipo de biblioteca

Para los diseñadores de PCB, una biblioteca no es un edificio, sino una recopilación de datos e información estructurada para encontrarla rápidamente. Lo más común en una biblioteca PCB son los componentes del proceso de diseño de circuitos impresos almacenados en una base de datos. Por ejemplo, la biblioteca de nuestra empresa cuenta con más de 7500 componentes y no para de crecer. El apartado más consultado es una lista de recursos para PCBs donde tenemos libros, artículos, grabaciones de vídeo, materiales de información y cualquier otra cosa que consideramos que es un buen recurso para placas de circuitos impresos o PCBs. Aunque algunos consideran esto poco, a nosotros nos encanta tener esa información disponible a un solo clic.

Importancia de la biblioteca de PCB

Todo empieza y termina con el diseño de circuitos impresos, y creo completamente que una biblioteca PCB es de lejos la pieza más crucial. Siempre he seguido esta regla: sé siempre un amigo excelente del encargado de tu biblioteca de PCB. La mayoría del tiempo se les subestima, pero su puesto es de los más importantes en cualquier equipo de diseño de circuitos impresos.

¿Qué representa una biblioteca de PCBs?

A primera vista, tu biblioteca es solo una colección con datos de diseño e información de los componentes para PCBs. Sin embargo, es mucho más que eso. Una biblioteca es sinónimo de dinero. Sí, eso, dinero contante y sonante. Solo depende en qué columna del balance de cuentas se posicione, en la de ganancias o en la de pérdidas.

Información estática frente a dinámica

Antes de entrar en los diferentes tipos de bibliotecas de PCBs, debes entender qué es eso de la información estática y dinámica de un componente. La información dinámica, al contrario que la estática, no cambia. Debida a la continua evolución de la electrónica, poco permanece inalterable. 

Tipos de estructuras de bibliotecas de PCBs 

Con el crecimiento vertiginoso del sector en la última década, las empresas han desarrollado varios tipos de bibliotecas de PCB para apoyar los diferentes diseños y cambios. Aquí tenemos unos pocos:

Bibliotecas esenciales 

Las bibliotecas de PCBs esenciales albergan datos esenciales de tus componentes. Discutiremos la arquitectura de las bibliotecas y los modelos de componentes necesarios en el capítulo 5, pero los modelos esenciales para los componentes son la información paramétrica, el símbolo esquemático, la huella de la PCB, el modelo tridimensional y los modelos de simulación como SPICE e IBIS. Una biblioteca esencial almacena esta información usando símbolos esquemáticos. Sin embargo, son complicadas de administrar y a menudo se escapan de control rápidamente. Cuando se llega a esta situación, la biblioteca pasa directamente a la columna de pérdidas. 

Biblioteca integrada 

El segundo tipo, la biblioteca integrada, almacena modelos de componentes en un fichero de solo lectura. En mi carrera, trabajé mucho con bibliotecas integradas.  Estas tienen muchas ventajas, ya que utilizan información de solo lectura. No cambian sin un proceso minucioso, siendo estáticas, lo que puede convertirlas, o no, la mejor opción. Debido a esto, creo firmemente que ya no son una solución viable para cualquiera en el sector electrónico por su dinamismo.  

Bibliotecas de bases de datos

El tercer tipo, las bibliotecas de bases de datos, incorporan una evolución mucho mayor de la estructura de las bibliotecas integradas que se basa en información paramétrica. Más conocida como fichero DBLink, este tipo de biblioteca es una simple base de datos en Access. Su ventaja es su flexibilidad. Puedes organizar tu biblioteca de bases de datos como quieras. 

Bibliotecas de componentes 

La mejor y la culminación de todos los otros tipos de bibliotecas es la biblioteca de componentes. Esta biblioteca maneja cada componente como una entidad separada completa con su símbolo esquemático, su huella de PCB, modelos 3D, modelos de simulación, información paramétrica e información de abastecimiento. Como veremos en el capítulo 4, la biblioteca también gestiona información sobre versionado y el ciclo de vida, convirtiéndola en un paquete perfecto para el componente. Este sistema te proporciona flexibilidad para crecer con tu biblioteca de circuito impreso. La mayoría de las empresas guardan estas bibliotecas en un servidor, permitiendo que estén disponibles para todos. 

El problema de integración de una biblioteca y de administración del ciclo de duración de partes en una empresa

Cuando era un niño, me regalaron una pecera por navidad y, entusiasmado, compré un par de bonitos peces para meterlos dentro. Al principio, todo parecía estar bien, pero, a los pocos minutos, empezaron a pelearse. La razón fue que eran dos peces combatientes machos que son muy territoriales, y había que separarlos para que no se mataran. 

Del mismo modo, observo cómo se desarrollan problemas graves cuando se integran múltiples paquetes de software en tareas cotidianas. Por ejemplo, una biblioteca de PCBs y un sistema de gestión del ciclo de duración de las partes (PLM) como Arena o Agile. Como mis amigos acuáticos, estos sistemas son muy territoriales y pueden terminar echándose abajo si no se comprueban. 

Dentro de poco, hablaremos sobre las herramientas para bibliotecas, específicamente herramientas Altium para gestión de componentes y de bibliotecas. Veremos que el software de la biblioteca es poderoso y, más importante aún, de naturaleza dinámica. Eso, en todos los sentidos, es la PLM, una PLM bastante buena, diría. No obstante, la mayoría de los sistemas PLM para empresas son estáticos. Su información rara vez cambia y se quedan obsoletos rápidamente. El otro problema es no saber cuándo y si los datos de PLM van a cambiar. 

Para evitar que estos sistemas se destruyan entre sí, tenemos que conocer sus límites y dictar qué sistema hará qué procedimientos. En otras palabras, delimitar el territorio de cada uno.

Herramientas para tu biblioteca

En el creciente mercado de software de diseño de PCBs, una de las mejores empresas es la «pequeña» Altium. He trabajado con herramientas Altium durante muchos años, y he tenido el placer de ver cómo se convertían en líderes en su campo. Como se dice, el que va primero es el que mejores vistas tiene. Sin duda, Altium ostenta ese primer puesto. 

Su crecimiento extraordinario se debe a la forma en que trabajan. Mientras que la mayoría de las empresas reaccionan a las tendencias del mercado, Altium se enfoca de forma proactiva en desarrollar software. 

Recientemente, Altium se ha expandido en el diseño de PCBs desarrollando Altium Designer. Con un magnífico entendimiento de las tendencias del sector, este paquete de software consolidado nos permite almacenar y, lo que es más importante, gestionar los componentes de nuestra biblioteca con una sola interfaz.

La biblioteca Altium ha tenido un efecto inmediato en nuestro proceso de diseño de PCBs. He trabajado con todo tipo de bibliotecas de PCBs y estructuras, y Altium Designer nos permite diseñar con una confianza sin igual. La integridad de nuestra biblioteca PCB se convirtió en la base de nuestros diseños de circuitos integrados y en un atractivo comercial. Con el desarrollo de varios principios de soporte, la biblioteca llegó a ser una parte esencial del éxito de nuestra empresa. Ahora siempre busco en Altium la gestión de componentes y bibliotecas

¿Te gustaría saber cómo Altium puede ayudarte en el diseño de tu próxima PCB? Habla con un experto de Altium.

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Con casi 40 años en el sector de la electrónica, 20 de ellos en el campo del diseño y la ingeniería de PCB, John se ha mantenido siempre a la vanguardia de la industria como diseñador e ingeniero y, más recientemente, como formador y mentor. Aunque ha trabajado principalmente en el ámbito de la fabricación, también se ha adentrado en distintos terrenos relacionados con los servicios para PCB. Como veterano, sirvió con orgullo en el Ejército de los EE. UU., en la esfera de la inteligencia militar. John cuenta con certificación "CID" como diseñador de interconexiones y está en vías de obtener la certificación de nivel avanzado. En su puesto de ingeniero sénior de PCB en Legrand Inc., dirige en la actualidad equipos de diseñadores e ingenieros de PCB en diferentes divisiones en los Estados Unidos y China.

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