Additional Tools for Working with 3D Bodies

Orientation et positionnement du modèle 3D

Une fois le modèle MCAD placé à proximité de l’empreinte du composant, il peut être positionné. Il est fréquent qu’un modèle 3D MCAD doive être réorienté pour correspondre à l’empreinte.

Un certain nombre d’outils et de fonctionnalités permettent de faciliter ce processus.

Point de référence et Snap Points

Les points de référence et les Snap Points permettent de maintenir un objet 3D Body pendant son placement. Si l’option Snap to Center est activée dans la page PCB Editor – General page de la boîte de dialogue Preferences, le curseur s’alignera automatiquement sur le sommet/point de référence/Snap Point le plus proche lorsque vous cliquez et maintenez pour déplacer l’objet.

Les modèles génériques disposent d’un point de référence attribué dans le logiciel MCAD dans lequel ils ont été conçus.

Les Snap Points sont des emplacements définis par l’utilisateur, qui permettent de maintenir l’objet à cet endroit lorsqu’il est déplacé dans l’espace de conception. Les Snap Points sont généralement attribués à une arête ou à un coin de l’objet, ou à un emplacement central, par exemple le centre d’une broche ou d’un pion de montage. Les Snap Points sont utilisés comme repères de référence sur les objets 3D et peuvent être utiles lors de l’orientation ou de l’alignement du 3D Body avec des primitives ou d’autres Snap Points sur le PCB ou l’empreinte PCB. Des Snap Points peuvent être ajoutés à n’importe quel 3D Body, quel que soit le type de modèle : extrudé, cylindre, sphère, modèles liés/intégrés (STEP, Parasolid, SOLIDWORKS), ou modèle 3D référencé depuis un Workspace.

Les Snap Points peuvent être ajoutés en saisissant les coordonnées X, Y et Z dans la zone Snap Points de la fenêtre Properties ou ils peuvent être ajoutés de manière interactive à l’aide de la commande Add Snap Points From Vertices. Il est plus facile d’ajouter des Snap Points de manière interactive en mode 3D.

Pour ajouter des Snap Points :

1. Appuyez sur 3 pour passer en mode de disposition 3D.
2. Sélectionnez la commande Tools » 3D Body Placement » Add Snap Points From Vertices.

3. Comme indiqué dans la barre d’état, l’étape suivante consiste à Pick the STEP model to add snap points to ; cliquez pour sélectionner l’objet 3D Body requis. Le curseur se transformera en curseur de positionnement 3D (bleu, à six pointes).

   La commande Add Snap Points From Vertices comporte deux modes (utilisez Spacebar pour basculer entre les modes) :

   • Cliquez sur un seul sommet pour ajouter un Snap Point à cet emplacement, ou
   • Cliquez sur deux sommets distincts ; le Snap Point est ajouté à mi-chemin entre eux. Utilisez cette technique pour ajouter un Snap Point au milieu d’une broche de composant.
4. Appuyez sur Spacebar pour sélectionner le mode souhaité.
5. Cliquez sur un sommet pour définir l’emplacement du Snap Point. Déplacez le curseur 3D sur la surface du modèle 3D. Lorsqu’il s’approche d’un sommet local, le curseur 3D sera attiré magnétiquement vers ce sommet.
6. Si le mode à deux clics est utilisé, cliquez sur un second sommet pour définir le deuxième emplacement ; le Snap Point sera créé à mi-chemin entre les deux emplacements cliqués.
7. Continuez à placer des Snap Points ou faites un clic droit ou appuyez sur Esc pour terminer la commande.

Les Snap Points ajoutés au modèle choisi apparaîtront dans la section Snap Points lors de l’affichage des propriétés du modèle sélectionné dans le panneau Properties.

Les commandes de visibilité du point de référence du 3D Body et des Snap Points personnalisés se trouvent dans la zone System Colors du panneau View Configuration panel.

Accrochage au centre pour les modèles 3D

Pour améliorer la facilité et la précision de l’ajout de Snap Points à un modèle 3D, les points suivants sont automatiquement pris en compte lors de la définition d’un Snap Point :

• Tous les centres de trous.
• Les positions à 90° (points croisant les axes orthogonaux) autour d’un cercle de trou.
• Le milieu d’une ligne de contour.
• L’axe du corps du modèle.
• Le point central sur une ligne entre deux Snap Points (mode barre d’espace).

Ces Snap Points ont été ajoutés à l’aide de la fonction d’accrochage automatique au centre du trou.

Orientation d’un modèle dans le panneau Properties

Une excellente approche pour orienter un modèle consiste à utiliser le mode 3D Body mode du panneau Properties. Comme les valeurs peuvent être modifiées au clavier, il est facile de tester rapidement différentes valeurs X, Y ou Z et de changer l’orientation tout en observant le modèle en 3D. Le clavier peut être utilisé pour :

• Ctrl+F – pour retourner la vue.
• M – pour déplacer un objet.
• J – pour aller à un emplacement dans l’espace de conception.
• R – pour sélectionner Reference (l’origine de l’espace de conception de l’éditeur de bibliothèque PCB) dans le sous-menu Jump.
• Enter – pour appliquer la valeur qui vient d’être saisie dans le panneau et également pour placer le modèle en cours de déplacement.

Cela peut être utilisé pour faire pivoter le modèle autour de chaque axe, et pour le monter ou l’abaisser dans le plan Z (comme montré dans la vidéo ci-dessous).

Le panneau Properties peut être utilisé pour réorienter visuellement le modèle.

Utilisation des commandes de placement du 3D Body

Le logiciel inclut des commandes pour orienter et positionner un 3D Body.

Orienter et positionner un 3D Body

Cette fonctionnalité vous demande de sélectionner trois points d’ancrage situés sur la surface du modèle 3D, puis d’indiquer les trois points de référence sur le PCB auxquels chacun de ces Snap Points doit être associé. Cette technique ne nécessite pas forcément que des Snap Points aient été placés, puisqu’il est possible d’utiliser n’importe quel sommet du modèle 3D.

Le processus est le suivant :

1. Passez en mode 3D Layout (raccourci : 3).
2. Choisissez la commande Tools » 3D Body Placement » Orient and Position 3D Body dans les menus principaux.
3. La barre d’état vous invitera à sélectionner un modèle ; cliquez sur le modèle générique que vous souhaitez repositionner.
4. Le curseur se transformera en curseur de positionnement 3D (bleu, à six pointes), et il vous sera demandé de sélectionner des points sur le modèle 3D. Trois ancrages doivent maintenant être sélectionnés, l’un après l’autre. Idéalement, il s’agira d’une référence précise, comme un point de référence de modèle prédéfini, ou un Snap Point situé au centre d’une broche. La barre d’état indiquera quel ancrage vous êtes en train de sélectionner. Notez que la barre d’état affiche une valeur de référence numérique pour le sommet ou le Snap Point actuellement sous le curseur – les Snap Points définis par l’utilisateur ont une valeur faible, à partir de 2 ; surveillez cette valeur pour vous aider à identifier le bon emplacement de clic. Reportez-vous à la section Defining Snap Points pour en savoir plus sur l’ajout de Snap Points.
5. Une fois les trois ancrages choisis, l’étape suivante consiste à sélectionner, dans le même ordre, les trois emplacements sur l’empreinte où ces ancrages doivent se placer. Utilisez la barre d’état pour vous guider lors de la sélection des trois emplacements. Notez que le curseur sera bleu lorsque vous le déplacerez dans l’espace de conception, mais qu’il deviendra vert s’il se trouve au centre d’un objet, comme une pastille.
6. Dès que le troisième emplacement d’ancrage aura été cliqué, le modèle changera d’orientation et de position tandis que le logiciel tentera d’associer ces trois emplacements. La commande se terminera alors.

Les valeurs de rotation résultantes et la hauteur de dégagement seront reflétées pour le 3D Body sélectionné, après le déplacement, dans le panneau Properties. Elles peuvent être ajustées pour affiner le placement si nécessaire.

Ce processus est illustré dans la vidéo ci-dessous.

Vidéo montrant le processus de réorientation d’un modèle générique.

Positionner un 3D Body

Cette fonctionnalité utilise deux points pour fonctionner : un point sélectionné sur le modèle 3D, puis un point correspondant choisi sur la carte/l’empreinte. Cette technique ne nécessite pas forcément qu’un Snap Point ait été placé, puisqu’il est possible d’utiliser n’importe quel sommet du modèle 3D.

Le processus est le suivant :

1. Passez en mode 3D Layout (raccourci : 3).
2. Choisissez la commande Tools » 3D Body Placement » Position 3D Body dans les menus principaux. Le curseur se transformera en réticule et il vous sera demandé de sélectionner le modèle 3D que vous souhaitez positionner. Placez le curseur sur le modèle 3D concerné et cliquez, ou appuyez sur Enter. Le curseur se transformera en curseur de positionnement 3D (bleu, à six pointes), et il vous sera demandé de sélectionner un point sur le modèle 3D.
3. Déplacez le curseur 3D sur un sommet, ou un point d’accroche, puis cliquez, ou appuyez sur Enter, pour définir le point d’ancrage principal. Il s’agit du anchor point du modèle 3D, qui sera utilisé pour coïncider précisément avec le point d’ancrage de la carte/de l’empreinte.
4. Le curseur prend alors l’apparence de deux cônes bleus (mode sélection), et vous serez invité à sélectionner un point sur la carte/l’empreinte.
5. Placez le curseur et cliquez, ou appuyez sur Enter, pour définir la destination du point d’ancrage principal. Il s’agit du point de destination du point d’ancrage principal du modèle 3D lorsque le corps est repositionné.
6. Une fois le point de destination choisi pour la carte/l’empreinte, le modèle 3D sera repositionné en conséquence.

Définir la hauteur du corps

Cette fonctionnalité permet d’ajuster la hauteur d’un corps 3D choisi par rapport à la surface supérieure de la carte/de l’empreinte.

Le processus est le suivant :

1. Basculez en mode de disposition 3D (raccourci : 3).
2. Choisissez la commande Tools » 3D Body Placement » Set Body Height dans les menus principaux. Le curseur se transforme en réticule et vous serez invité à sélectionner le modèle 3D que vous souhaitez positionner. Tous les types de modèles 3D sont pris en charge.  
3. Placez le curseur sur le modèle 3D concerné et cliquez, ou appuyez sur Enter. Le curseur devient le curseur de positionnement 3D (bleu, à six pointes), et vous serez invité à sélectionner un point sur le modèle 3D.
4. Déplacez le curseur 3D sur un sommet (ou point d’accroche) du modèle 3D, puis cliquez, ou appuyez sur Enter, pour définir le point du modèle dont la hauteur au-dessus de la carte/de l’empreinte doit être définie.

5. La boîte de dialogue Choose Height Above Board Top Surface apparaît. Vous devez maintenant spécifier où ce point du modèle doit être situé dans le plan Z : soit sur le Board Surface, soit à une distance Custom de la surface du côté de carte sur lequel le modèle 3D est actuellement placé.

6. Si une hauteur personnalisée est requise, sélectionnez Custom et saisissez la hauteur souhaitée (positive ou négative) pour le point désigné sur le modèle 3D par rapport à la surface de la carte/de l’empreinte.

   
   La boîte de dialogue Choose Height Above Board Top Surface

7. Cliquez sur OK — le modèle 3D sera alors repositionné en conséquence dans le plan Z.

Aligner une face avec la carte

Cette fonctionnalité permet de positionner un corps 3D choisi de sorte que sa face sélectionnée soit alignée avec la surface de la carte/de l’empreinte.

Le processus est le suivant :

1. Basculez en mode de disposition 3D (raccourci : 3).
2. Choisissez la commande Tools » 3D Body Placement » Align Face With Board dans les menus principaux. Le curseur se transforme en réticule et vous serez invité à sélectionner le modèle 3D que vous souhaitez aligner.
3. Placez le curseur sur le modèle 3D que vous souhaitez aligner et cliquez, ou appuyez sur Enter. Le modèle devient transparent.
4. Déplacez le curseur sur le modèle 3D pour localiser une face. Lorsqu’une surface plane est détectée sous le curseur, elle devient opaque avec une fine bordure bleue.
5. Une fois la face appropriée trouvée, cliquez, ou appuyez sur Enter — la face sélectionnée sera alignée avec la surface de la carte/de l’empreinte.

Effectuer des vérifications de collision 3D dans l’éditeur PCB

La plus grande force de l’éditeur PCB 3D est peut-être sa capacité à effectuer des tests de collision 3D. En plus de détecter les collisions générales entre composants, vous pouvez également positionner en toute confiance un composant sous un autre, ou vérifier si la carte chargée s’insère correctement dans le boîtier.

Les tests de collision reposent sur la règle de conception Component Clearance. Ajoutez des règles de conception Component Clearance pour vérifier les collisions entre composants incluant des objets de corps 3D dans les plans X, Y et Z. Cela vous permet de vérifier le dégagement d’un composant par rapport à un autre. Plusieurs règles peuvent être définies pour gérer différentes exigences de dégagement. Notez que la vérification des règles de conception ne teste pas si un objet de corps 3D traverse la carte.

Il s’agit d’une règle binaire, ce qui signifie qu’elle teste between cet/ces objet(s) et cet/ces autre(s) objet(s).

Plusieurs règles de conception Component Clearance peuvent être définies afin de contrôler précisément le processus de test de collision.

Le comportement par défaut consiste à afficher les objets en infraction ainsi que la distance entre ces deux objets. Pour voir l’emplacement exact de la séparation minimale entre les objets, activez l’option Show actual violation distances dans la règle de conception Component Clearance.

Les collisions sont détectées au fur et à mesure de votre travail. La règle appliquée dans cette animation est montrée dans l’image précédente ; elle permet au corps du bouton-poussoir de se loger sous l’écran LCD.

Vous pouvez également importer le boîtier du produit, puis effectuer une vérification du dégagement 3D (survolez l’image ci-dessous avec le curseur).

Pour une conception rigide-flex, la carte peut être pliée de manière interactive, ce qui est idéal pour effectuer une vérification des dégagements de la carte dans son état installé.

Référencer un modèle 3D dans une règle de conception

Pour tirer le meilleur parti du système de règles de conception, il est important de comprendre comment définir au mieux la portée de la règle. La portée de la règle définit l’ensemble des objets ciblés par cette règle ; par exemple, une règle dont la portée est définie avec le mot-clé InPolygon s’appliquera à toutes les primitives de tous les polygones de la carte. Pour cibler les objets d’un polygone spécifique, vous utiliserez le mot-clé InNamedPolygon('PolygonNameHere').

Si vous créez une règle pour cibler un composant spécifique, vous pouvez utiliser le mot-clé de requête InComponent('ComponentDesignatorHere'). Cette portée de règle ciblera tous les objets du composant C1, y compris les pastilles, les pistes de superposition, le modèle 3D, etc.

Si vous souhaitez que la règle ne cible que le modèle 3D d’un composant, vous pouvez utiliser le mot-clé id dans la règle de conception. Par exemple, dans la vidéo ci-dessus, l’écran LCD est un sous-ensemble distinct, avec le désignateur LCD1. Le modèle 3D utilisé dans ce composant a une valeur d’identifiant de LCD_2x16, comme indiqué dans la première image ci-dessous. Pour utiliser cet identifiant, la règle aurait pu être configurée comme montré dans la deuxième image ci-dessous.

L’identifiant du corps 3D peut être utilisé pour définir la portée d’une règle de conception afin qu’elle ne cible que le modèle 3D du composant.

Extraction de modèles 3D à partir d’une bibliothèque PCB

Lorsque des modèles 3D (STEP, Parasolid® et SOLIDWORKS®) ont été intégrés dans les modèles d’empreinte 2D d’un document de bibliothèque PCB (*.PcbLib), l’éditeur d’empreintes PCB fournit un utilitaire permettant d’extraire ces modèles. Pour ce faire :

1. Ouvrez la bibliothèque PCB à partir de laquelle vous souhaitez extraire des modèles 3D.
2. Choisissez la commande Tools » Extract 3D Models dans les menus principaux.
3. Dans la boîte de dialogue Generate 3D Model Files from PCB Libraries qui apparaît, indiquez où les fichiers générés doivent être stockés — soit dans un sous-dossier de l’emplacement où réside la bibliothèque PCB source (option Specify the destination for output files) soit dans un dossier spécifié ailleurs (option In the specified dicrectory). Si le dossier indiqué existe, il sera utilisé. Sinon, il sera créé. Sélectionnez () pour spécifier le répertoire dans lequel vous souhaitez placer les fichiers de sortie.
4. Choisissez éventuellement de Overwrite existing files — les fichiers de modèles 3D existants portant le même nom seront écrasés lorsque de nouveaux fichiers seront générés.
5. Après avoir défini les options selon vos besoins, cliquez sur OK. La génération démarre et une boîte de dialogue de confirmation apparaît lorsque le processus est terminé, indiquant combien de fichiers de modèles 3D ont été générés.

Exemple de fichiers de modèles 3D générés à partir d’une bibliothèque PCB à l’aide de l’outil d’extraction.

Téléchargement de modèles 3D vers un Workspace connecté

Altium Designer, en conjonction avec votre Workspace connecté, permet de créer et de gérer des modèles 3D de Workspace. Utilisé de manière similaire aux modèles 3D liés basés sur fichier, un modèle 3D de Workspace peut contenir un fichier de modèle 3D qui est ensuite référencé via un corps 3D attaché à une empreinte 2D standard.

Une nouvelle révision d’un élément de modèle 3D peut être créée en téléchargeant le fichier de modèle applicable. Cela peut être effectué de plusieurs façons — voir Uploading Data into a New Revision of an Item pour plus d’informations.

Les formats pris en charge pour le fichier de modèle téléversé sont :

• Fichier STEP (*.step; *.stp)
• Fichier Parasolid (*.x_t; *.x_b)
• Fichier de pièce SolidWorks (*.sldprt)

Notez que lors du téléversement de plusieurs fichiers de modèle 3D par glisser-déposer depuis l’Explorateur Windows vers le panneau Explorer, la boîte de dialogue Release Manager s’ouvre.

La boîte de dialogue Release Manager

Mise à jour d’un modèle 3D Workspace

Si vous devez modifier le modèle 3D stocké dans un modèle 3D Workspace, téléversez le nouveau modèle requis vers ce modèle 3D Workspace – le nouveau modèle sera stocké dans la révision suivante de ce modèle 3D Workspace.

Mise à jour des empreintes associées

Lorsque vous modifiez un modèle 3D, dès que vous téléversez cette modification dans une nouvelle révision du modèle 3D Workspace, toutes les empreintes Workspace qui utilisent ce modèle deviennent effectivement obsolètes, car elles utilisent toujours la révision précédente. Dans la plupart des cas, vous souhaiterez sans aucun doute réenregistrer ces empreintes Workspace, avec les liens de modèle respectifs mis à jour pour utiliser la dernière révision disponible. Pour rationaliser ce processus, votre Workspace, en conjonction avec Altium Designer, permet de mettre à jour les empreintes associées au moment du téléversement vers la dernière révision du modèle 3D.

Une fois le téléversement effectué, si des empreintes référencent actuellement le modèle 3D, une boîte de dialogue apparaîtra pour vous demander si vous souhaitez ou non mettre à jour ces empreintes Workspace.

Un document d’empreinte PCB s’ouvre alors dans son éditeur temporaire associé (pour modification directe). Lorsque plusieurs empreintes utilisent le modèle 3D, au lieu d’ouvrir des instances séparées d’empreintes PCB, un document contenant tous les modèles de composants PCB 2D/3D affectés est présenté.

Une fois que le corps 3D d’un modèle est mis à jour pour référencer la dernière révision du modèle 3D Workspace (si nécessaire), sélectionnez la commande Save to Server dans les menus principaux (raccourci : Ctrl+Alt+S) pour enregistrer le ou les modèles modifiés dans de nouvelles révisions du ou des Workspace Footprint correspondants, dans le Workspace cible.

Parcourir les corps 3D utilisés dans une conception PCB

Dans le mode PCB du panneau , ses trois régions principales changent pour refléter la hiérarchie des corps 3D de la conception PCB actuelle (dans l’ordre depuis le haut) :

• Component Classes
• Des Components spécifiques associés à la classe de composants qui possèdent des objets de corps 3D associés ou des modèles libres (corps 3D non montés sur PCB, flottants)
• Les corps 3D individuels pour chaque composant ou élément libre Models

Double-cliquez sur une entrée de composant dans la région Components du panneau (ou cliquez avec le bouton droit puis choisissez Properties) pour ouvrir le mode Component du panneau Properties où vous pouvez modifier ses propriétés en détail. De même, double-cliquez sur une entrée de modèle dans la région Models du panneau (ou cliquez avec le bouton droit puis choisissez Properties) pour ouvrir le mode 3D Body du panneau Properties, dans lequel vous pouvez modifier l’ensemble des propriétés du corps 3D.

Le panneau PCB peut être utilisé pour sélectionner les propriétés d’affichage des modèles 3D. Les icônes  représentent différents niveaux de transparence de 100 % (masqué) à 0 % (opaque) par incréments de 25 %. Vous pouvez sélectionner plusieurs composants et leur appliquer simultanément les mêmes contrôles d’affichage à l’aide des options Highlighted Models.

L’icône peut être utilisée pour activer ou désactiver la Design Rule Checking des types d’objets 3D qui contiennent un modèle STEP. Il est possible de cliquer une fois sur l’icône pour décocher (ou désactiver) la fonctionnalité, ou de cliquer deux fois pour cocher (ou activer) la fonctionnalité.

Le modèle sélectionné est défini sur 75% Opacity. Plusieurs modèles peuvent également être sélectionnés et modifiés en une seule étape.