Un style parfait pour votre organisation de schématiques de PCB avec Altium 365

Davide Bortolami
|  Created: July 6, 2020  |  Updated: October 14, 2020
Un style parfait pour votre organisation de schématiques de PCB avec Altium 365

Nous avons tous accumulé des piles de schématiques annotés, au point de perdre la trace de leur rôle et de leur séquencement. Quelle est cette révision ? A t-elle été vérifiée, par qui ? Cette IC est-elle la nouvelle, ou celle qui prenait feu à chaque pleine lune ?

Dans cet article, je souhaite vous montrer comment préserver l’organisation des schématiques de PCB et créer un étonnant modèle de schématique, personnalisé pour votre entreprise, prêt pour Altium 365 et le 21e siècle. Nous allons intégrer le modèle avec tous les champs et fonctionnalités nécessaires pour suivre nos projets dans le cloud. Vous pouvez ensuite le déployer dans toute votre organisation en utilisant Concord Pro sur Altium 365.

Au fil des ans, je me suis inspiré du développement de logiciels, des directives gouvernementales en matière d'accessibilité, et des dessins architecturaux tout en apprenant à gérer les schématiques. Voici une série de conseils et d'astuces pour créer des schématiques et des titres facilement lisibles, qui, je l'espère, vous aideront pendant votre voyage à travers les piles de papier sur votre bureau.

Comment organiser les schématiques avec le modèle parfait

De nombreux aspects doivent être pris en compte pour élaborer un modèle parfait. Et pour être honnête avec vous, je dois préciser que toutes les approches ne donneront pas toutes de bons résultats. Le bon modèle doit être lisible par une large tranche d'âge et offrir un bon rendu sur votre écran d'ordinateur, le papier et des écrans LCD vieillissants. Plus important encore, des précautions sont nécessaires pour que le modèle affiche toutes les informations nécessaires pour décrire votre conception avec précision, tant à l'extérieur qu'à l'intérieur de votre organisation.

Nous devrions nous poser la question suivante : Si nos schématiques devaient être perdus dans des circonstances les plus improbables, avons-nous suffisamment d'informations pour les reconstituer ? Si elles réapparaissaient après deux ans, serions-nous en mesure de déterminer avec précision où et quand elles sont apparues dans le processus de développement ? La création de schématiques hiérarchiques est la première étape pour comprendre comment gérer une bonne organisation des schématiques de PCB, et chaque fiche de schématique doit contenir des informations très spécifiques pour être réellement utiles à l'organisation. Ces informations sont placées dans le bloc-titre et le bloc révision pour aider tous les membres de votre équipe à rester organisés.

Convention de nommage hiérarchique

Altium Designer est probablement le logiciel qui supporte le plus les projets hiérarchiques, et bien que vous puissiez parfois vous perdre dans les schémas électroniques si vous implémentez la structure dans la précipitation, c'est une fonctionnalité qui vous permet de garder les grands projets bien organisés.

Une structure hiérarchique réunit des fiches de schématiques en tiroir grâce aux objets qu’elles utilisent. Cela crée une relation parent-enfant entre les différentes fiches de schématiques. Altium Designer n'affiche pas (par défaut) cette structure sur les fiches de schématiques. Bien qu'il soit facile de descendre dans les sous-circuits en lisant le nom de fichier du schématique à partir de la fiche du dispositif, il peut être un peu plus difficile de remonter du sous-circuit aux schémas électroniques de haut niveau.

Un conseil que je peux recommander de tout cœur pour préserver l’organisation des schématiques de PCB consiste à utiliser une structure de nommage similaire dans les répertoires de vos documents de conception. Par exemple, si nous avons un schématique d’égaliseur audio numérique, nous pouvons le diviser en sous-circuits, comme suit :

  • PRINCIPAL : Vue système Haut niveau
  • PRINCIPAL / MARCHE : Source d’énergie
  • PRINCIPAL / MARCHE : vue du traitement audio à haut niveau
  • PRINCIPAL / AUDIO / CAN: Étape Conversion analogique au numérique
  • PRINCIPAL / AUDIO / PSN : Étape du processeur son numérique
  • PRINCIPAL / AUDIO / CNA: Étape Conversion numérique à analogique

Le nom hiérarchique constitue notre paramètre "Titre", séparé de "DocumentName", qui est généré automatiquement par Altium et ressemble à "audio_dac.SchDoc".

Example of hierarchical naming structure for how to keep schematics organized.
Comment maintenir l'organisation des schématiques de PCB avec une structure de nommage hiérarchique.

Support des chemins de fichiers très longs

Des chemins de fichiers Windows peuvent compter jusqu’à 260 caractères, par exemple : “/Users/oscar.wilde/Documents/Project/AudioAmplifier2000/main_board.SchDoc” Il est donc important de prévoir et d’avoir suffisamment d’espace. Le fait de prendre en charge le chemin complet plutôt que le seul nom de fichier vous permet de réduire les erreurs et peut vous aider à localiser l'ordinateur qui a créé l'impression du fichier schématique grâce au nom d'utilisateur.

Si vous souhaitez ajouter automatiquement le nom du chemin de votre fiche de schématique à un bloc-titre, vous devez inclure un paramètre de chemin dans la création de votre modèle de schématique. Le paramètre du chemin est donc : “DocumentFullPathAndName”. Comme indiqué ci-dessous, cela intègre automatiquement le chemin d'accès au fichier schématique (tant pour le modèle que pour la fiche schématique finie) dans le bloc-titre.

Using file paths for how to keep schematics organized
Organisation de schématiques de PCB : Ce chemin est peut-être trop long... néanmoins, il y a assez de place pour lui

Utiliser une police à espacement constant

L'utilisation d'une police à espacement constant peut sembler un peu bizarre - presque rétro. Ce type de police ressemble à une machine à écrire, car la distance entre les caractères ne varie jamais. Elle est différente des polices à largeur variable, où la lettre "I" utilise moins d'espace que la lettre "K".

L'utilisation d'une police mono-espacée permet de comparer plus rapidement les chemins et les hachages Git MD5 sur le papier imprimé et rend la taille du texte plus prévisible. Dans notre exemple de modèle, nous utiliserons Courier New car son aspect visuel est satisfaisant, en plus d’être disponible par défaut sur les ordinateurs Windows. Des polices mono-espacées Sans-serif plus modernes, comme Source Code Pro, et peuvent être téléchargées et installées, mais je ne le recommande pas, sauf si vous avez un système en place pour les déployer automatiquement sur tous les ordinateurs.

Example of Git MD5 hashes in a monospaced and variable-width font for how to keep schematics organized
Organisation de schématiques de PCB : Exemple de hachages Git MD5 dans une police mono-espacée et une police à largeur variable

Choix de la bonne taille pour le bloc-titre

En Europe, les deux formats de papier les plus populaires sont le A4 et le A3, qui sont à peu près équivalents aux formats de papier A et B utilisés aux États-Unis. De nombreux modèles de dessins techniques disponibles en ligne, en particulier ceux basés sur des modèles antérieurs d'Altium Designer, ont des blocs-titres d'environ 1/3 de la largeur de la page.

J'ai constaté qu'il n'est ni pratique ni élégant d'essayer d'en mettre trop dans un bloc-titre. Comme tout concepteur graphique peut en témoigner, les polices de caractères ne sont lisibles que lorsqu’elles sont entourées d’un espace vide suffisant.

The readability of fonts depends on the surrounding whitespace
La lisibilité des polices dépend de l'espace blanc qui les entoure

Je recommande d'utiliser le côté le plus court d'une feuille A4 (type A aux États-Unis) comme référence. Il permet de créer des schématiques à la fois en portrait et en paysage et semble simple et proportionnel par rapport à tous les formats de papier les plus courants.

The short side of an A4 sheet as a reference width
Le côté court d’une feuille A4 comme référence de largeur

Indiquez toujours le nom de l'ingénieur et l'adresse de la société

J'ai pu constater que dans de nombreux projets commerciaux des blocs-titres ne contenaient pas certaines informations essentielles. Dans ce cas le plus fréquent, vous avez le nom de l'ingénieur responsable du dessin. Certaines entreprises décident d'omettre les noms par souci de discrétion, mais je pense qu'il est fondamental de garder la trace de la personne responsable d'un circuit, et de fournir une preuve de crédit pour le concepteur.

Le fait d'ajouter le nom du concepteur peut également contribuer à éviter des "pointages de doigt" inutiles : si le dessin ou modèle pose un problème, il incombe à la personne indiquée de le résoudre. Ce simple conseil aidera de nombreux chefs d'équipe à rester calme et rationnel !

Clearly displayed engineer’s name
Nom de l’ingénieur clairement indiqué

Une autre information essentielle manquante est le nom et l'adresse complets de l’entreprise. De nombreuses entreprises n'écrivent que leur nom et leur logo, mais posez-vous la question : Combien de sociétés portent le même nom que la vôtre  ?

Mon entreprise s'appelle Fermium, et rien qu'au Royaume-Uni, plusieurs sociétés à responsabilité limitée portant le même nom ou un nom similaire ont été enregistrées ces dernières années. De même, il existe de nombreuses entreprises appelées Altium, dont certaines pourraient être des filiales ou des associés d'Altium, mais pas toutes.

Les adresses des sièges ont tendance à changer moins fréquemment que les domaines de sites web et les numéros de téléphone, et laissent une trace écrite plus étendue. Qui peut dire que votre dessin ou modèle ne réapparaîtra pas dans dix ans dans un autre emploi, dans une autre l'entreprise, après plusieurs rachats ? De même, je recommande d'ajouter un logo d'entreprise pour faciliter l’identification de votre dessin. Si vous êtes freelance, la création d'un logo est un gage de professionnalisme et de fiabilité.

Altium Designer dispose d'un modèle schématique avec plusieurs paramètres pour ajouter l'adresse et le nom de l'ingénieur, tels que :

  • Adresse1 à Adresse4 pour présenter une adresse multiligne internationale standard
  • Approuvé par
  • Auteur
  • Vérifié par
  • Nom Entreprise
  • Dessiné par
  • Ingénieur
  • Organisation

Vous utilisez ce que vous voulez en fonction du plan de votre organisation pour garder les schématiques organisés.  Vous trouverez de plus amples informations dans la documentation d'Altium Designer.

Suivi des variantes

Loi de Murphy : Un potentiomètre peut tourner dans la mauvaise direction. Je me fais souvent piéger par cette loi. C’est pourquoi j'ajoute toujours quatre résistances 0-ohm autour des potentiomètres pour changer la direction pendant l'assemblage.

Resistor network to invert the direction of rotation of a potentiometer
Réseau de résistances pour inverser le sens de rotation d'un potentiomètre

De même, je ne sais souvent pas si mon circuit fonctionnera avec les « pull-up » internes (résistance de rappel vers le niveau haut) de 100/200 kOhm dans le microcontrôleur, ou si une résistance externe de 10/47 kOhm sera nécessaire... alors je laisse toujours une résistance non définie. Dans une autre entreprise, nous avions l'habitude de gérer une trace de ces composants "hypothétiques" en utilisant des numéros de pièces tels que "RES_DO_NOT_PLACE". Mais ils étaient une source de confusion et de frustration pour nos fournisseurs EMS.

Une méthode beaucoup plus propre consiste à utiliser des variantes : placez tous les composants dont vous avez besoin, puis créez une variante appelée "PRINCIPALE" avec la configuration par défaut. Vous actualisez le produit destiné à la fabrication, pour que seule cette variante soit exportée. Vous pourrez suivre les éléments non définis de votre schématique et de votre document de dessinateur avec un maximum de clarté et un minimum d'erreurs. La variante peut être affichée dans le bloc-titre grâce au paramètre "VariantName" (nom de variante).

Une autre option consiste à identifier simplement des composants spécifiques comme DNP dans votre variante. Lorsque vous créez une variante en paramétrant les composants comme DNP, vous n’avez plus besoin de suivre manuellement les composants qui seront DNP dans votre carte assemblée. Si vous allez uniquement définir des résistances spécifiques 0 Ohm comme DNP, une meilleure option est d'utiliser des cavaliers soudables car vous n'aurez pas besoin d'acheter et de placer des composants supplémentaires.

Le texte doit être lisible dans toute la page.

Les recherches universitaires dans le domaine de la conception des interfaces utilisateurs ont depuis longtemps conclu que la taille de la police doit être comprise entre 10 ou 12 points, 12 étant lisible par la plupart des groupes d'âge. La taille minimale par page est d'environ 6 points. Dans notre modèle, nous ne choisirons que des tailles de police dans cette fourchette. Avec une police de 12 points, les schématiques A3 restent lisibles lorsqu'ils sont imprimés en demi-taille au format A4.

Ajoutez la mention « Confidentiel » sur chaque page

La plupart des accords de non-divulgation (NDA) limitent le concept d'information confidentielle aux documents explicitement marqués comme « Confidentiel ». Vos schématiques contiennent probablement certains des secrets commerciaux les plus importants de votre entreprise. Ils doivent tous porter un tampon « Confidentiel » bien épais.

Schematic clearly marked as confidential
Schématique de PCB identifié comme « Confidentiel »

Créer et distribuer un modèle de schématique avec Altium 365

Pour aider toute votre équipe à mieux organiser les schématiques, commencez par donner à chacun l'accès au même modèle de schématique. J'ai créé un bloc-titre qui répond à tous les critères mentionnés plus haut.

The completed schematic title block
Bloc-titre de schématique complet

Nous pouvons ensuite créer un nouveau modèle de schématique à l'intérieur du panneau Explorer, et qui sera accessible à toutes les personnes impliquées dans l'organisation. Les autres membres de l'équipe peuvent utiliser le modèle pour de nouveaux schématiques, l'ouvrir, l'éditer et copier-coller le bloc-titre.

Creating a new schematic template in the cloud
Création d'un nouveau modèle schématique dans le cloud

La taille de la page du schématique peut être modifiée dans le panneau des propriétés lorsque aucun composant ou objet schématique n'est sélectionné.

Changing the page size
Modification de la taille de la page

Une fois terminé, le modèle de schématique peut être téléchargé dans Concord Pro sur Altium 365 en utilisant la commande « Enregistrer sur serveur » ou le raccourci CTRL+ALT+S.

Save to server command
Commande « Enregistrer sur serveur » 

Créer et distribuer une palette de couleurs unifiée

Je vais vous parler comme un architecte d'intérieur, peut-être parce que je suis d’origine italienne. Choisissez vos couleurs avec soin.

Si vous avez la chance d’être dans la première moitié de votre vie, vous serez peut-être envie d'utiliser une palette à faible contraste dans vos dessins, comme le bleu et le bleu clair. Résistez à cette envie. Le contraste réduit pourrait être un inconvénient pour des collègues plus âgés. Vos schématiques ne doivent pas encoder les informations en couleur, et doivent pouvoir être imprimés en monochrome.

Je suis personnellement passé de la palette bleu/jaune/rouge/vert/noir d'Altium Designer à une palette presque uniquement bleue ou uniquement noire, où seuls les NetTies et les Text Strings ont des couleurs différentes. Si vous voulez choisir plus d'une couleur, je vous recommande de choisir le rouge et le bleu.

L'œil humain est doté de trois cônes différents sensibles à la couleur. Le graphique ci-dessous illustre la sensibilité de ces cônes dans le spectre chromatique visible. Le vert et le rouge se chevauchent beaucoup, ce qui explique en partie pourquoi le rouge-vert est la forme de daltonisme la plus courante.

Normalized human eye cone response, courtesy of Wikimedia
Réponse normalisée du cône de l'œil humain, avec l'aimable autorisation de Wikimedia

Le rouge et le bleu, en revanche, sont très éloignés l'un de l'autre sur le spectre, et sont donc plus facile à différencier par la plupart des daltoniens. Certaines suites EDA verrouillent leur style pour faciliter les ventes, car cela contribue à créer une marque cohérente, mais Altium Designer n'impose pas cette limitation sur le choix des polices. Dans l'exemple ci-dessous, j'ai créé un style tout en bleu en modifiant les objets schématiques par défaut dans les préférences.

Examples of blue-red schematic objects
Exemples d’objets schématiques en bleu et rouge.

J'ai ensuite créé un dossier de préférences dans Concord Pro et j'ai utilisé la commande « Envoyer au Serveur » sous « Enregistrer » dans le dialogue des préférences. Les autres utilisateurs de l'espace de travail peuvent accéder à cette palette de couleurs et la réutiliser dans de nouveaux schématiques et projets.

Saving and releasing preferences in the cloud
Enregistrement et utilisation des préférences dans le cloud

Lorsque les préférences sont communiquées au serveur, vous pouvez choisir de les appliquer automatiquement à chaque poste de travail d'ingénieur, les verrouiller, les appliquer lors de la première installation d'Altium Designer ou n’en appliquer aucune pour laisser à chaque ingénieur la liberté de les utiliser à sa guise.

Distribuer un modèle de projet pré-configuré

La synchronisation continue des membres de l'équipe dépasse la seule compréhension pour organiser un schématique basé sur des modèles. Heureusement, Altium Designer nous permet d'utiliser des modèles pour les schématiques ou les PCB, et nous pouvons faire de même pour le dossier du projet. Les modèles de projet peuvent également être utilisés pour renforcer l'organisation au sein d'une équipe de conception de PCB. Certains des paramètres personnalisés que nous avons adoptés dans le modèle schématique (Projet-Titre, par exemple) devraient être ajoutés au niveau du projet dans chaque PrjPcb, afin qu'ils soient plus faciles à mémoriser et à modifier.

Nous devrions commencer par créer un nouveau modèle de projet à partir du panneau Explorer en sélectionnant « Ouvrir pour édition après création ».

Managed projects folder in Altium Concord Pro on Altium 365
Dossier des projets gérés dans Altium Concord Pro sur Altium 365

Nous pouvons ensuite modifier les paramètres du projet et ajouter les nôtres.

Editing the project parameters
Modification des paramètres du projet

Le projet peut être édité et envoyé au serveur avec la commande « Enregistrer sur serveur » ou le raccourci CTRL+ALT+S.

Releasing to the cloud

Conclusions

Grâce aux capacités avancées des modèles d'Altium Designer et à Concord Pro sur Altium 365, nous pouvons créer et distribuer des modèles schématiques, des modèles de projet et des paramètres dans l'ensemble de notre organisation. L'adoption d'un modèle qui fait référence à toutes les informations requises peut faciliter notre travail d'ingénieurs, et nous mettre en valeur en tant que freelancers lorsque nous présentons des schématiques aux clients. Cela donne à l'équipe de conception une longueur d'avance pour comprendre comment préserver l’organisation des schématiques de PCB.

Le choix d'une palette de couleurs différente pour nos objets schématiques peut les rendre plus intelligibles pour nos collègues plus âgés et daltoniens.

Completed schematic with a red-blue palette and custom title block
Schéma électronique complet avec une palette rouge-bleu et un bloc-titre personnalisé

Vous pouvez télécharger une copie du modèle que nous venons de créer dans ce dépôt GitHub : Fermium/AltiumTemplates.

Quel que soit le modèle ou les couleurs que vous choisissez pour votre conception, Altium 365 et Altium Concord Pro vous aideront à

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David Bortolami est un ingénieur en électronique avec une connaissance approfondie de la conception de circuits imprimés et de PCB. Il est actuellement directeur de Fermium, une petite entreprise britannique qui produit certains des instruments scientifiques les plus avancés au monde pour l'enseignement et la recherche.
"Chaque produit peut être fabriqué deux fois plus bon pour la moitié du coût - il s'agit de déterminer pourquoi il devrait exister, puis d'éliminer le reste."
En tant qu'entrepreneur, David a l'expérience de tous les obstacles de la fabrication, de la conception de produits électroniques-mécaniques intégrés, de la conformité à la CEM et aux exigences réglementaires. Dans le passé, il a dirigé l'un des plus grands Fablabs / Hackerspace et Coworkings italiens et était responsable de l'ingénierie PCB pour des entreprises spécialisées dans les industries lourdes de l'EMI, telles que les onduleurs électroniques.
Vous pouvez contacter David directement à: d@fermium.ltd.uk

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