Jak stworzyć układ PCB ze schematu w programie Altium Designer?

Jak zwykle świetnie wykonałeś swój schemat. Obwód jest zdefiniowany, a Ty możesz już przejść do układu PCB. Ale tym razem jest nieco inaczej. Być może twoje regularne zasoby nie są dostępne, a może chcesz spróbować wykonać swój pierwszy układ samodzielnie. Bez względu na powód, możesz rozpocząć pracę nad projektowaniem od strony PCB, ale nie jesteś pewien co do następnego kroku.

Na szczęście następny krok w Altium Designer^® jest bardzo łatwy. Przyjrzymy się bardzo prostemu schematowi i zobaczymy, co należy zrobić, aby zsynchronizować go z zupełnie nowym projektem PCB. Ten prosty projekt prawdopodobnie nie będzie podobny do schematów, nad którymi pracujesz, ale podstawowe kroki przesyłania danych będą takie same. Tworzenie układu PCB ze schematu nie musi być trudne. Chwyć filiżankę kawy (lub czegokolwiek innego) i bierzmy się do roboty.

Czego możesz się spodziewać w edytorze układu PCB?

Płytki. Obwody. Więcej płytek. Wszędzie ścieżki i latająca małpa. No dobra, może jeden z elementów tu nie pasuje. W rzeczywistości, najważniejszą rzeczą, jakiej należy się spodziewać przechodząc na układ PCB jest dostęp do komponentów i ich rozmieszczania, jak również ścieżek i trasowania pod położenie miedzi. Po spełnieniu tych początkowych wymagań zechcesz ł uzyskać dostęp do widoków obwodów drukowanych i plików wyjściowych, takich jak footprinty PCB, pliki Gerber i modele 3D.

W idealnych warunkach z łatwością będziesz w stanie wykorzystać narzędzie do przechwytywania schematów w celu przekształcenia ich w schemat obwodu. Następnie będziesz mógł pracować z komponentami, ustawieniami miedzi, interwencjami zespołu projektowego ECAD / MCAD i wymaganiami zakupowymi, aby zoptymalizować swoje pliki projektowe PCB tak, aby z łatwością przejść do produkcji. Na szczęście jest to minimum tego, co Altium może zaoferować.

Przygotowanie do synchronizacji projektu

Pierwszą rzeczą, jaką należy zrobić, to ostatni rzut oka na schemat, aby upewnić się, że jest gotowy do rozpoczęcia projektowania PCB, a następnie przejście do układu. Oczywiście nie oznacza to, że skończyłeś z projektem płytki drukowanej, najprawdopodobniej trzeba będzie wprowadzić jeszcze wiele zmian, zanim będzie on gotowy do produkcji. Ale chcesz się upewnić, że nie będzie żadnych niespodzianek w układzie. Spójrz na duplikaty obwodów z zapomnianych kopii, które powinny zostać usunięte, itp.

Teraz upewnijmy się, że schemat przejdzie proces sprawdzania w edytorze schematów Altium. W tym celu będziemy chcieli skompilować schemat, który wygeneruje wszystkie wewnętrzne szczegóły projektu, takie jak mapowanie połączeń między komponentami i sieciami. Podczas kompilacji projektu zostanie uruchomionych wiele różnych kontroli, aby zweryfikować schemat względem reguł projektowania. Zanim więc skompilujemy, przyjrzyjmy się ustawieniu tych reguł, przechodząc do polecenia menu rozwijanego: „Projekt” > „Opcje projektu”’(ang. Project > Project Options)

^{Ustawienia opcji projektu (Project Options) w Altium.}

Na obrazku powyżej widać pierwsze cztery zakładki w oknie dialogowym opcji. Najpierw masz możliwość kontrolowania, który błąd chcesz zobaczyć i jak jest zgłaszany. Następnie możesz kontrolować, które typy pinów mogą łączyć się ze sobą. W trzeciej karcie możesz konfigurować klasy sieci i komponentów. Na koniec możesz zobaczyć zakładkę, która pokazuje ustawienia komparatora.

Kontroluje on, w jaki sposób zgłaszane są różnice między schematem a układem i staje się ważny, gdy zaczynasz dodawać dodatkowe reguły projektowe do swojej płytki drukowanej. W większości przypadków nie wprowadzisz tutaj wielu zmian, ale możesz dowiedzieć się szczegółów na temat konfigurowania go w dokumentacji Altium.

Możesz już skompilować swój schemat.. Przejdź do menu rozwijanego „Projekt”> „Kompiluj projekt PCB…” (Project > Compile PCB Project…), aby włączyć kompilator. Jeśli w projekcie nie ma żadnych błędów, sesja projektowania schematu nie wyświetli żadnych powiadomień.

Aby pokazać, jak wygląda błąd, usunęliśmy część sieci, która łączy R1 z Q1 na obrazku poniżej i uruchomiliśmy kompilator. Jak widać, Altium poinformowało nas, że sieć „NetC1_1” ma tylko jeden pin. Po ponownym podłączeniu tej sieci kompilator działał bez zgłoszenia błędów, tak jak powinien.

^{Kompilator zwraca błąd projektowy}

Przesyłanie danych projektowych ze schematu do układu PCB

Jesteśmy już gotowi przenieść dane naszego schematu na płytkę drukowaną, ale najpierw potrzebujemy PCB do transferu. Kliknij prawym przyciskiem myszy projekt i wybierz „Dodaj nowy do projektu” > „PCB” (Add New to Project > PCB), jak pokazano na poniższym rysunku. Spowoduje to utworzenie obiektu Printed Circuit Board w drzewie projektu. Gdy zostanie utworzony, kliknij na nim prawym przyciskiem myszy i zapisz z nową nazwą, w moim przypadku przypisałem mu taką samą nazwę, co nazwa mojego schematu.

^{Dodanie nowego obiektu PCB do projektu w Altium}

Po utworzeniu obiektu PCB poświęcić trochę czasu i skonfiguruj go tak, jak chcesz, zanim rozpoczniesz pracę z układem. Najpierw musisz ustawić siatkę, której potrzebujesz i ustawić początek układu. Polecenia menu znajdziesz w menu rozwijanym „Widok” > „Siatki” (View > Grids) i menu rozwijanym „Edycja” > „Punkt początkowy” (Edit > Origin”). Powinieneś także zmienić lub odtworzyć kontur planszy, tak aby był to rozmiar i kształt, którego potrzebujesz. W tym celu najpierw zmień widok planszy z widoku 2D na tryb planowania płytki w menu rozwijanym „Widok” (View), a następnie użyj odpowiednich poleceń edycji w menu rozwijanym „Projekt” (Design).

W tym momencie jesteś gotowy do przeniesienia danych projektowych ze schematu do projektu PCB. W edytorze PCB przejdź do polecenia menu rozwijanego „Projekt” > „Importuj zmiany z…” (Design > Import Changes From…). Pojawi się okno dialogowe „Zlecenie zmiany inżynieryjnej” (Engineering Change Order), jak pokazano poniżej.

^{Okno dialogowe zleceń zmian inżynieryjnych w Altium}

Najpierw kliknij przycisk „Zatwierdź zmiany” (Validate Changes) w lewej dolnej części okna dialogowego. Po zakończeniu dokonywania zmian Altium zsynchronizuje dane schematu z płytką drukowaną. Kolumna „Sprawdzone” po prawej stronie okna dialogowego wypełni się zielonymi znacznikami wskazującymi na to, że elementy pomyślnie przeszły walidację. Wszelkie elementy, które nie przeszły tego procesu, będą musiały zostać sprawdzone i poprawione, aby uzyskać w pełni zsynchronizowany projekt.

Następnie kliknij przycisk „Wykonaj zmiany” (Execute Changes). Wykonanie tych zmian zajmie chwilę, w międzyczasie możesz obserwować postęp w oknie zleceń zmian inżynieryjnych. Po zakończeniu wszystkie elementy będą oznaczone zielonym znacznikiem w kolumnie „Gotowe”, jak widać na poniższym obrazku.

^{Okno dialogowe zleceń zmian inżynieryjnych po zatwierdzeniu i wykonaniu zmian}

Gratulacje, pomyślnie przesłałeś dane projektowe ze schematu do płytki. Możesz teraz zamknąć okno dialogowe zmiany zlecenia inżynieryjnego. Zobaczysz, że elementy umieszczone obok obrysu planszy są podobne do poniższego rysunku.

^{Schemat został pomyślnie przeniesiony do układu i jest gotowy do umieszczenia}

Stworzyłeś płytkę drukowaną ze schematu Altium, co dalej?

Zanim ruszysz dalej z układem, masz nadal kilka zadań do wykonania. Konieczne jest zastanowienie się nad komponentami i oznaczeniami referencyjnymi, zebranie wymaganych informacji o komponentach i ustalenia z dostawcami. Należy także skonfigurować PCB do fizycznego układania warstw płyty, wyświetlania tych warstw i zasad projektowania.

^{Menedżer stosu warstw w Altium}

Powyżej możesz zobaczyć menedżera stosu warstw w Altium. Polecenie to znajdziesz w menu rozwijanym „Projekt” Design). Pozwoli to na dodawanie, kopiowanie, usuwanie i przenoszenie warstw fizycznych na stosie PCB. Możesz dodawać warstwy do trasowania sygnałów, płaszczyzny zasilania i warstwy dielektryczne. Menedżer stosu warstw jest również wyposażony w kalkulator impedancji. 

Aby skonfigurować zasady projektowania, użyj „Edytora zasad i ograniczeń PCB” (“PCB Rules and Constraints Editor) znajdującego się w menu rozwijanym „Projektowanie” (Design). Na koniec skonfiguruj wyświetlanie swoich warstw PCB i obiektów za pomocą panelu „Zobacz konfigurację”” (View Configuration). Poniżej znajduje się przykład zakładki „Warstwy i kolory” (Layers & Colors) panelu konfiguracji widoku.

^{Panel konfiguracji w Altium}

W tym momencie dane schematu są przesyłane do układu i jesteś gotowy, aby rozpocząć umieszczanie komponentów na płytce drukowanej. Twoje PCB może w końcu zostać skończone, możesz trasować ścieżki, umieścić komponenty, lutować miedź i twój projekt może zostać wyprodukowany, a zanim dzień się skończy być może dasz radę nawet wygodnie usiąść przy filiżance kawy. Ambitne życie projektanta PCB.

Altium to oprogramowanie do projektowania płytek drukowanych oparte na metodologii zunifikowanego środowiska projektowego, które umożliwia łatwe przesyłanie danych ze schematu do układu, tak jak pokazaliśmy wcześniej. Za pomocą narzędzi porównawczych możesz przekazywać dane projektowe tam i z powrotem, aby zadania były prostsze i bardziej produktywne. Dzięki ponad 30-letniemu doświadczeniu w tworzeniu oprogramowania do projektowania płytek drukowanych, możesz mieć pewność, że to dobry wybór.

Łatwe przesyłanie danych projektowych ze schematu do układu to dopiero początek korzyści, jakie daje Altium. Jeśli jeszcze nie korzystasz z Altium do swoich projektów PCB, dowiedz się więcej, rozmawiając z ekspertem w Altium.