Variantes de diseño

Cuando es necesario diseñar y fabricar un producto como una cantidad de variations de ese producto, donde cada una tiene distintas opciones o capacidades, la posibilidad de implementar design variants evita la necesidad de crear una versión única del diseño para cada variación.

En la práctica, una variante de diseño utiliza el mismo diseño base, pero el ensamblaje de la PCB se carga con el conjunto de componentes especificado por la variación. Luego se puede seleccionar una variación al generar la salida de fabricación del diseño (BOM, P&P, dibujos de ensamblaje, etc.), lo que, a su vez, determinará cómo se ensambla el producto.

La capacidad de crear variations del mismo diseño base añade una flexibilidad significativa a la forma en que se crean los proyectos de PCB en Altium Designer. Mediante variantes, puede definir cualquier número de variaciones del diseño de la placa, donde cada componente puede configurarse como:

• Montado en la placa.
• No montado en la placa.
• Montado en la placa, pero con parámetros del componente modificados, como su valor.
• Un componente completamente diferente, como pieza de reemplazo alternativa.

Las variantes de diseño que usan cualquiera de estos tipos de variaciones se denominan assembly variants, porque solo afectan al proceso de ensamblaje. En este caso, todas las variantes comparten la misma placa desnuda fabricada.

Altium Designer también admite variaciones en la información de serigrafía del componente en la PCB, como cambiar el comentario de un componente, por ejemplo. Esta variación requiere la producción de dos serigrafías, lo que da como resultado la fabricación de dos placas desnudas diferentes. Este tipo de variante se denomina fabrication variant.

Las variantes de diseño se administran, crean y editan en Altium Designer mediante el cuadro de diálogo Variant Management o la interfaz basada en documentos Variant Manager. Use el comando Project » Variants de los menús principales o el comando Variants del menú contextual de la entrada del proyecto en el panel Projects para acceder. Para obtener más información, consulte las siguientes páginas:

• Trabajo con el cuadro de diálogo de gestión de variantes 
• Trabajo con Variant Manager

Componentes lógicos y físicos

Es útil comprender que, en esencia, existen dos tipos de componentes en Altium Designer: componentes lógicos y componentes físicos. La diferencia es que los componentes colocados en la hoja esquemática son componentes lógicos, donde cada uno es una entidad conceptual que representa el componente físico que finalmente se montará en la PCB ensamblada.

Aunque este modelo uno a uno, de lógico a físico, funciona bien para un diseño simple, no puede admitir algunas de las funciones más potentes de Altium Designer. Algunos ejemplos son los diseños multicanal, donde una sección del circuito se “repite” tantas veces como sea necesario, y las variantes, donde un único diseño puede implementarse con diferentes componentes montados en cada variación del diseño de la placa. Estas funciones requieren la capacidad de que one componente lógico represente multiple componentes físicos.

Altium Designer proporciona esta capacidad de uno a muchos mediante su tecnología de compilador. Cuando el diseño lógico se compila (un proceso automatizado), cada componente físico se instancia en la memoria, listo para transferirse al espacio de diseño de la placa.

Para contemplar situaciones en las que se requiere acceso a los componentes físicos en el nivel esquemático, como al definir variaciones de diseño, el diseño físico también está disponible en el editor Schematic mediante pestañas ubicadas en la parte inferior de la hoja esquemática. Aquí, la pestaña Editor situada más a la izquierda selecciona el diseño lógico capturado (normal), y las otras pestañas “compiladas” representan el diseño físico equivalente tal como se transferirá al espacio de diseño PCB. Tenga en cuenta que el esquema bajo una pestaña compilada es de solo lectura.

La imagen es la vista de diseño esquemático físico del editor esquemático. Seleccione la variación del proyecto deseada haciendo doble clic en una entrada de variante en el panel Projects.

Tipos de variaciones

La función de variantes, como su nombre indica, crea variaciones del diseño de PCB original o “base”. Una vez establecido este diseño base, las variantes se establecen en Variant Manager configurando los componentes de la placa para que estén montados, montados con parámetros variados, no montados o para usar una pieza alternativa.

Montado

Montado es el estado predeterminado de un componente antes de que se aplique cualquier variación; si está montado, entonces no está variado. Todos los componentes se establecen de forma predeterminada como montados cuando se crea una nueva variación en el cuadro de diálogo Variant Management (véase más abajo), que representa el estado de componente montado como una celda vacía.

Montado con parámetro(s) variado(s)

El proceso de definición de variantes permite que cualquiera de los parámetros de un componente sea variado. Modificar el valor de un parámetro es una variación local y solo afectará a la documentación de salida. El esquema original, y el componente cuyo parámetro se está variando, no se modifican de ninguna manera. En la imagen de abajo, C8 tiene variado el parámetro Value, y esta variación se indica mediante la fuente en cursiva en el espacio de diseño, que se usa para mostrar su cadena de valor.

No montado

Cuando un componente se establece como Not Fitted, sigue existiendo en el esquema y se transferirá a la PCB (para que la huella pueda colocarse), pero se elimina de la documentación de salida correspondiente, como la BOM. La manera en que los componentes no montados se presentan en la documentación puede configurarse; por ejemplo, para marcarlos con una cruz en el esquema y en las salidas de dibujo de PCB; consulte Configuración de la visualización de componentes variados en documentos de diseño.

Con la variación seleccionada (BGA), C6 está montado, C5 y C7 no están montados, y C8 está montado, pero con un valor de parámetro variado.

Pieza alternativa

Una variación también puede establecerse como un componente completamente diferente, como pieza alternativa. Cuando se selecciona la pestaña compilada en el editor Schematic, la pieza alternativa se mostrará al cambiar entre variantes. Para este tipo de variación, la pieza alternativa debe compartir el mismo conjunto de pines esquemáticos colocados en las mismas ubicaciones que la pieza base. Este es un requisito esencial para garantizar que la conectividad siga siendo válida cuando se compile el diseño.

En el ejemplo que se muestra a continuación, se usan piezas alternativas para R3 y Q1 en la variante TSOP. Q1 es un transistor NPN en la variante BGA y un JFET en la variante TSOP. Tenga en cuenta que se usan los mismos pines en cada caso.

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Hay dos formas en que se maneja una pieza alternativa en la PCB.

• If the footprint is the same – si la pieza alternativa elegida tiene el mismo nombre de huella que la pieza base, solo se transferirá a la PCB una instancia de la huella. Como se pueden asignar varias huellas a un componente, asegúrese de que la huella correcta esté seleccionada en el cuadro de diálogo Variant Management para cada variante.

• If the footprint changes – si la pieza alternativa elegida tiene un nombre de huella diferente al de la pieza base, ambas huellas se transfieren a la PCB. Luego debe decidir cómo posicionar las dos huellas en la PCB. Tenga en cuenta que ambas huellas tendrán el mismo designador, ya que solo se monta uno u otro componente. La animación de abajo muestra cómo podría manejarse esta situación cuando una variante tiene SRAM BGA y la otra variante tiene SRAM TSOP.

En la configuración de una variante concreta, puede optar por usar símbolos y/o huellas no variados para los componentes para los que se seleccionan piezas alternativas.

Cambio del tipo de componente

La capacidad de seleccionar una pieza alternativa no se limita a elegir el mismo tipo de componente, por lo que puede tener un componente base que sea una resistencia, por ejemplo, y luego definir una pieza alternativa que sea un condensador. Es importante conocer las consecuencias de este tipo de pieza alternativa:

• Designator – solo hay un designador para cada componente lógico base, y es este designador el que se usa para todas las variantes. Por ejemplo, si una resistencia se sustituye por un condensador, podría considerar usar un prefijo de designador especial para indicarlo, como R_C  o R-C.

• Pins – el componente alternativo debe tener el mismo número de pines que la pieza base, y estos pines deben estar en la misma ubicación y ser del mismo tipo eléctrico. Aparecerá una advertencia si no se cumplen estas condiciones.

Diseños multicanal

Main article: Diseño multih oja y multicanal

Los diseños multicanal permiten seleccionar una sola hoja esquemática, o un árbol de hojas, para que se repita, replicando de hecho una sección del diseño varias veces. No es necesario copiar y pegar manualmente, ya que el software gestiona el proceso de replicación, mientras usted define el método de anotación usado para identificar los componentes repetidos.

En Altium Designer, en los diseños multicanal, se admite para una variante seleccionada la capacidad de reemplazar un componente base por un componente completamente diferente.

En la animación, la variante BGA tiene dos SRAM montadas, mientras que la variante TSOP tiene cuatro SRAM montadas. Esto se logra al no montar uno de los dos canales de memoria en la variante BGA.

En términos de canales, una variante puede tener componentes variados entre all channels o dentro de un specific channel, lo que incluye variaciones de componentes montados/no montados, parámetros específicos de componentes modificados o piezas alternativas.