Iniziare con la Progettazione di Cablaggi in Altium Designer 25

La progettazione di cablaggi è una parte integrante dello sviluppo di dispositivi elettronici moderni. Gioca un ruolo particolarmente importante nei progetti di design multi-scheda, dove l'intero sistema consiste in molteplici moduli cooperanti come un'alimentazione, pannello frontale, scheda di controllo, backplane e altri.

In ambienti complessi, la pianificazione precisa delle connessioni dei cavi diventa cruciale per garantire l'affidabilità del sistema. Un cablaggio mal progettato può portare a interferenze, difficoltà di manutenzione o addirittura danni al dispositivo. Ecco perché è così importante progettare i cablaggi con attenzione fin dall'inizio, tenendo conto sia dei requisiti elettrici che meccanici.

Una documentazione dei cavi adeguatamente preparata non solo minimizza il rischio di errori durante il prototipaggio, ma facilita anche significativamente le fasi successive dello sviluppo del progetto. Integrare la progettazione del cablaggio con il progetto principale in Altium Designer aiuta a mantenere coerenza, chiarezza e ordine in tutta la documentazione di ingegneria, portando a una maggiore efficienza del team di progettazione.

Progettazione del Cablaggio – Com'è il Flusso di Lavoro?

La progettazione di cablaggi può essere paragonata al classico processo di progettazione PCB. In un flusso di lavoro standard di progettazione PCB, distinguamo tre fasi principali:

1. Creazione di uno schema – definizione delle connessioni logiche tra i componenti.
2. Progettazione del layout PCB – posizionamento dei componenti e tracciamento delle piste sulla scheda.
3. Generazione della documentazione di progetto - inclusi il Distinta dei Materiali, disegni tecnici e file di produzione.

Per il design dei cablaggi, il flusso di lavoro è abbastanza simile: si basa anche su una struttura logica e rappresentazione visiva delle connessioni. Gli elementi principali di un progetto di cablaggio in Altium Designer sono:

Figura 1: Panoramica dei contenuti del progetto di cablaggio in Altium Designer

Schematica del Cablaggio (*.WirDoc)

Il file *.WirDoc presenta lo schema logico di cablaggio del fascio di cavi all'interno del progetto di cablaggio progettato. Svolge una funzione simile a uno schema elettrico tradizionale nei progetti PCB - definisce come i cavi dovrebbero essere connessi, in quale configurazione e quali tipi di connettori devono essere utilizzati.

Figura 2: Diagramma di cablaggio (Connessione Logica) che incorpora schermatura e cavi a coppia intrecciata

Il diagramma di cablaggio (*.WirDoc) definisce la struttura logica del cablaggio. Mostra come i singoli cavi sono interconnessi all'interno del sistema e come si collegano a specifici pin o terminali del connettore. Ogni cavo può essere assegnato proprietà come tipo (ad es. monofilo, schermato, multifilo), sezione trasversale, colore dell'isolamento e funzione del segnale (ad es. GND, VCC, CAN_H, CAN_L).

Un aspetto chiave di questo documento è che non mostra il routing fisico dei cavi, ma solo le relazioni logiche tra gli elementi. Questo permette al progettista di concentrarsi sulla connettività funzionale tra i componenti, indipendentemente dall'aspetto fisico che avrà il cablaggio. Il file *.WirDoc costituisce la base per ulteriori progettazioni del layout fisico (*.LdrDoc) e per la generazione della documentazione di produzione.

Inoltre, Altium Designer consente la validazione automatica delle connessioni (Controllo delle Regole Elettriche), che aumenta ulteriormente la sicurezza del progetto e riduce il rischio di errori prima di passare alla fase di progettazione del layout.

Layout del cablaggio (*.LdrDoc)

Il file *.LdrDoc è un documento grafico che presenta il layout fisico del cablaggio, ovvero la sua forma effettiva, la disposizione dei cavi, dei connettori e degli elementi di montaggio. A differenza dello schema (*.WirDoc), che mostra solo le connessioni logiche, il *.LdrDoc fornisce una rappresentazione 2D del layout fisico del cablaggio, illustrando come sarà disposto su un pannello, all'interno di un involucro o lungo una superficie di montaggio in un dispositivo o sistema reale.

In questa vista, i fili sono tesi e disposti spazialmente, considerando la loro lunghezza, i raggi di curvatura, le posizioni dei connettori e i punti di diramazione. Si possono anche aggiungere descrizioni di fascette, nastri protettivi, tubi termoretraibili e altri accessori di montaggio. I fili sono instradati all'interno di fasci definiti, e le loro lunghezze sono automaticamente derivate in base al percorso che seguono nel layout 2D. Questo aiuta a garantire dati di fabbricazione accurati riflettendo l'organizzazione fisica del cablaggio.

In Altium Designer, il layout *.LdrDoc è creato basandosi sui dati dello schema *.WirDoc, permettendo una mappatura automatica delle connessioni logiche nel layout fisico. Questo assicura al progettista che tutto sia allineato con la funzione intesa, consentendo anche l'ottimizzazione del layout del cablaggio per ergonomia, facilità di assemblaggio e requisiti di fabbricazione.

Un ulteriore vantaggio è la capacità di generare documentazione 2D (ad esempio, per i fabbricanti o gli assemblatori), contenente tutte le informazioni necessarie: lunghezze dei fili, tipi di connettori, punti di montaggio e tolleranze.

Figura 3: Layout del cablaggio utilizzando la vista fisica dei connettori

Documentazione del Progetto – Cosa Include?

Per rendere il progetto completo, deve essere preparata una documentazione appropriata. Nel caso del design di cablaggi in Altium Designer, i seguenti documenti sono comunemente utilizzati:

ActiveBOM (*.BomDoc)

Il file *.BomDoc contiene un dettagliato Distinta Base, elencando tutti i componenti ed elementi utilizzati nel progetto. Include informazioni sui fornitori, quantità, numeri di parte, disponibilità e prezzi. ActiveBOM consente il tracciamento dinamico dei cambiamenti e aggiornamenti automatici dei dati, migliorando significativamente la collaborazione con i reparti acquisti e produzione.

Figura 4: Active BOM del campione di impianto elettrico

Disegno dell'impianto elettrico in Draftsman (*.HarDwf)

Il file *.HarDwf è un disegno tecnico dettagliato dell'impianto elettrico, preparato nel modulo Draftsman. Il suo scopo principale è fornire una documentazione completa di assemblaggio e produzione per i team di produzione, gli assemblatori e gli integratori di sistema.

Figura 5: Esempio di disegno dell'impianto elettrico in Draftsman in Altium Designer

A differenza dello schema (*.WirDoc) e del layout (*.LdrDoc), che sono principalmente destinati al progettista, il file *.HarDwf contiene una rappresentazione grafica chiara dell'intero impianto, pronta per la stampa o l'esportazione (ad es. in PDF, DXF, DWG). Tale disegno può includere:

• Una vista fisica accurata del cablaggio con indicazione delle lunghezze dei fili,
• Etichette dei fili, colori, numeri di canale e punti di connessione,
• Tabelle di fili e connettori,
• Informazioni sui tipi di fili, produttori e numeri di parte, istruzioni di assemblaggio (ad es. posizionamenti di fascette, raggi di piegatura),
• Un blocco di revisione e metadati del progetto.
• Istruzioni di assemblaggio e note di produzione con eventuali requisiti speciali di manipolazione o attrezzature.

Il file *.HarDwf viene creato sulla base dei dati provenienti dagli altri documenti di progettazione del cablaggio, garantendo la piena coerenza tra i livelli logico, fisico e documentale. Le modifiche in *.WirDoc e *.LdrDoc possono essere sincronizzate automaticamente all'interno di Draftsman.

Importante, Draftsman consente di creare modelli di disegno personalizzati contenenti, ad esempio, loghi aziendali, titoli di progetto, campi di revisione, descrizioni standard e altri elementi richiesti. Questo garantisce che la documentazione non sia solo completa, ma anche chiara e professionale, indipendentemente dal destinatario.

Conclusione

Come puoi vedere, Altium Designer offre un insieme completo di strumenti per la progettazione di cablaggi—dall'impostazione iniziale alla documentazione finale, tutto in un ambiente unificato.Inizia oggi stesso la tua prova gratuita e scopri la potenza del software leader del settore per il tuo prossimo progetto di progettazione di cablaggi.