Working with Extruded, Spherical & Cylindrical 3D Bodies

Bien que le placement de modèles 3D génériques soit une méthode recommandée pour utiliser les objets 3D Body, car cela fournit une représentation précise et détaillée du composant sur le PCB et permet des tests de collision 3D plus précis dans l’éditeur PCB, un objet 3D Body peut également être utilisé pour placer des formes 3D Body extrudées, sphériques et cylindriques. Il existe trois styles d’objets 3D Body simples pouvant être placés :

Placement d’un objet 3D Body extrudé, sphérique ou cylindrique

Placement direct

Les objets 3D Body extrudés, sphériques et cylindriques peuvent être placés à la fois dans les éditeurs PCB et d’empreintes PCB en :

• Choisissant la commande Place » Extruded 3D Body dans les menus principaux.
• Repérant et utilisant la commande Extruded 3D Body () dans le Active Bar.

Pour placer un objet 3D Body extrudé, sphérique ou cylindrique :

1. Après avoir lancé la commande, le curseur se transforme en croix et vous serez dans le mode de placement par défaut, pour placer un objet Extruded 3D Body.
2. Appuyez sur Tab pour suspendre le placement et afficher le panneau Properties en mode 3D Body mode. La superposition du bouton de pause () apparaîtra dans l’espace de conception, indiquant que vous pouvez accéder aux champs du panneau Properties.
3. Dans le panneau Properties, saisissez un nom pour le 3D Body dans le champ Identifier. Ceci est facultatif ; l’identifiant peut être utile lorsqu’il y a plusieurs 3D Bodies en cours de placement et peut également être utilisé pour cibler ce 3D Body dans une règle de conception si nécessaire.
4. Sélectionnez le Board Side requis ; généralement, il est défini sur Top. Dans l’éditeur de bibliothèque PCB, l’empreinte est construite pour la face supérieure de la carte ; elle peut être retournée sur la face inférieure pendant le processus de conception PCB si nécessaire.
5. Sélectionnez la Layer mécanique sur laquelle le 3D Body doit être placé. Les couches mécaniques de type composant doivent être appariées avec une seconde couche mécanique afin que, si le composant est retourné de la face supérieure de la carte vers la face inférieure, ses détails mécaniques, tels que le 3D Body, soient déplacés vers la couche mécanique appariée. Les couches mécaniques sont appariées dans l’onglet Layers and Colors du panneau View Configuration panel. Reportez-vous à la page du panneau pour plus d’informations.
6. Sélectionnez le 3D Model Type parmi les formes disponibles : Extruded, Cylinder ou Sphere.
7. Chaque forme doit avoir une taille définie avant de pouvoir être placée. Si la forme choisie est :
   • Extruded – définissez le Overall Height.
   • Cylinder – définissez le Height et le Radius.
   • Sphere – définissez le Radius.
8. Dans la zone Display du panneau, cliquez sur le bouton Color pour définir la couleur et ajuster l’Opacity selon les besoins.
9. Une fois la modification terminée, cliquez sur la superposition du bouton de pause pour revenir à l’espace de conception.
   • Si la forme est un Cylinder ou un Sphere :
     1. Le curseur se déplacera dans l’espace de conception avec une forme rectangulaire attachée ; cliquez pour placer le 3D Body.
     2. Faites un clic droit ou appuyez sur Esc pour terminer le placement de l’objet 3D Body.
   • Si la forme est Extruded, le curseur s’affichera, prêt à définir la forme de base polygonale du 3D Body extrudé :
     1. Cliquez pour définir le premier sommet.
     2. Déplacez le curseur pour préparer le placement du deuxième sommet. Le comportement par défaut consiste à placer deux arêtes à chaque clic, avec une forme d’angle définie par l’utilisateur entre elles. Reportez-vous à la section Extruded 3D Body Placement Modes ci-dessous pour en savoir plus.
     3. Continuez à déplacer la souris et à cliquer pour placer d’autres sommets.
     4. Après avoir placé le dernier sommet, faites un clic droit ou appuyez sur Esc pour fermer et terminer le placement du 3D Body. Il n’est pas nécessaire de fermer manuellement le 3D Body, car le logiciel complétera automatiquement la forme en reliant le point de départ au dernier point placé.

Modes de placement d’un Extruded 3D Body

Pendant le placement d’un 3D Body extrudé, cinq modes d’angle sont disponibles, dont quatre disposent également de sous-modes de direction d’angle. Pendant le placement :

• Appuyez sur Shift+Spacebar pour parcourir les cinq modes d’angle disponibles.
• Appuyez sur Spacebar pour basculer entre les deux sous-modes de direction d’angle.
• Lorsque vous êtes dans l’un des modes d’angle en arc, maintenez les touches ou enfoncées pour réduire ou agrandir l’arc. Maintenez la touche Shift enfoncée pendant l’appui pour accélérer le redimensionnement de l’arc.
• Appuyez sur le raccourci 1 pour basculer entre le placement de deux arêtes par clic ou une arête par clic. Dans le second mode, l’arête en pointillés est appelée look-ahead segment.
• Appuyez sur la touche Backspace pour supprimer le dernier sommet.

Un objet 3D Body extrudé ; notez le point de référence affiché dans les vues 2D et 3D.

Création à partir de formes fermées

Pour accélérer le processus de construction de la forme du composant à partir de 3D Bodies, le logiciel peut créer une série d’objets Extruded 3D Body à partir des formes fermées détectées dans l’empreinte. Cette fonctionnalité peut être utile si le composant a une forme inhabituelle, déjà reflétée dans les formes définies dans la superposition du composant de l’empreinte. Vous pouvez également ajouter des objets supplémentaires dans l’empreinte sur des couches mécaniques, que vous pourrez ensuite utiliser pour créer des objets 3D Body supplémentaires, par exemple pour créer les broches.

Les images ci-dessous montrent une empreinte de transistor TO-92. À partir de celle-ci, le contour dessiné sur la couche Top Overlay est utilisé pour définir le corps du transistor sur la paire de couches 3D Body choisie (désignée comme le Registration Layer dans la boîte de dialogue). Trois petits carrés ont également été créés sur une couche mécanique (chaque carré étant constitué de quatre lignes), et sont utilisés pour définir les broches du composant sur la paire de couches 3D Body choisie – les paramètres sont illustrés dans l’image de la boîte de dialogue ci-dessous.

Les objets existants dans l’empreinte peuvent être utilisés pour créer de nouveaux objets 3D Body.

Pour créer des objets 3D Body à partir des formes de l’empreinte, exécutez la commande Tools » Manage 3D Bodies for Current Component ; la boîte de dialogue Component Body Manager s’ouvrira. Utilisez-la pour voir quels corps 3D sont actuellement utilisés dans le composant, et lesquels ne le sont pas. Des corps peuvent être ajoutés au composant et/ou supprimés de celui-ci selon les besoins. Les corps peuvent être de trois types distincts :

• Un 3D Body placé intentionnellement (désigné comme un Component Body dans sa description).
• Une forme rectangulaire créée automatiquement par le logiciel à partir d’un rectangle englobant.
• Une forme polygonale fermée créée automatiquement par le logiciel à partir de primitives de conception.

Vous pouvez également modifier d’autres propriétés d’un corps, telles que les hauteurs, la projection du corps, la couche d’enregistrement, ainsi que la couleur et l’opacité. Notez que la colonne Body State montre que quatre formes vont être utilisées pour créer des objets 3D Body.

Une fois les corps 3D du composant définis comme requis, cliquer sur le bouton Close  appliquera les modifications.

Le logiciel peut créer des objets 3D Body à partir de la forme d’objets existants.

Remarques concernant l’utilisation de cette boîte de dialogue :

• L’algorithme de détection proposera soit : une forme rectangulaire créée à partir du rectangle englobant, soit une forme polygonale qui suit le contour de la forme créée par le contour des primitives (tracé le long de la ligne médiane des pistes/arcs, si leurs extrémités coïncident).
• Pour créer un 3D Body à partir d’un objet existant, cliquez sur le texte bleu dans la colonne Body State.
• Le Overall Height prend par défaut la valeur Height définie dans le panneau Properties panel for the footprint.
• Pour une broche de composant traversant la carte, définissez le Body Projection sur Bottom Side.
• Les objets 3D Body sont créés lorsque vous cliquez sur le bouton Close dans la boîte de dialogue. Si l’affichage est déjà en mode 3D, vous devrez peut-être : l’actualiser (raccourci End), passer en 2D puis revenir en 3D, ou basculer l’option Show 3D Bodies Off et On dans l’onglet View Options du panneau View Configurations panel pour voir les nouveaux objets.
• Pour modifier les 3D Bodies de tous les composants dans la bibliothèque active d’empreintes PCB actuellement ouverte dans l’éditeur d’empreintes PCB, choisissez la commande Tools » Manage 3D Bodies for Library dans les menus principaux.
• Pour modifier les 3D Bodies dans l’éditeur PCB à l’aide de cette boîte de dialogue, vous pouvez y accéder en sélectionnant la commande Tools » Manage 3D Bodies for Components on Board dans les menus principaux ou en cliquant avec le bouton droit sur un composant puis en sélectionnant Component Actions » Manage 3D Bodies  dans le menu contextuel.

• Lorsque la boîte de dialogue est ouverte à l’aide de la commande Tools » Manage 3D Bodies for Components on Board  (dans l’éditeur PCB) ou de la commande Tools » Manage 3D Bodies for Library (éditeur d’empreintes PCB), la zone Components sera disponible en haut de la boîte de dialogue. Cette zone répertorie chaque empreinte de composant de la bibliothèque active (dans la conception réelle, il s’agirait d’une liste de tous les composants de la carte). Pour chaque entrée, le désignateur (disponible uniquement côté design), le nom de l’empreinte, la hauteur et les informations sur la bibliothèque source sont affichés.

  De plus, un onglet supplémentaire Batch Update sera disponible. Cet onglet permet d’ajouter rapidement des objets 3D body à tous les composants ou à des composants sélectionnés, en masse. Vous pouvez définir des critères de recherche pour détecter et créer des 3D bodies, ainsi que pour définir les propriétés des 3D bodies. Après avoir défini toutes les options du traitement par lot selon vos besoins, cliquez sur le bouton Execute Batch Update. La recherche sera effectuée pour chaque composant inclus dans le processus et, lorsqu’une forme de 3D body est détectée et créée, ce body sera ajouté au composant en utilisant les critères de propriété définis. Dans ce mode, les modifications sont appliquées lors de l’exécution de la mise à jour par lot.

• La boîte de dialogue vous permet de gérer les 3D bodies du composant depuis un emplacement unique, ce qui évite d’ouvrir le panneau Properties pour chaque 3D Body.

Création à partir de primitives sélectionnées

En plus du placement interactif d’un corps 3D, il est également possible d’en créer un à partir d’un ensemble existant de pistes, d’arcs et de régions pleines définissant une forme fermée. C’est un excellent choix lorsque le modèle est simple. Pour définir un corps 3D à partir d’une forme fermée existante :

1. Sélectionnez toutes les primitives qui forment la forme fermée.
2. Cliquez sur Tools » Convert » Create 3D Body From selected primitives.

Le corps 3D sera créé à partir du contour fermé formé par les primitives sur la couche supérieure, quelle que soit la couche sur laquelle se trouvent les pistes sélectionnées. Cela signifie que vous pouvez définir la forme sur une couche mécanique. Notez que les primitives d’origine sélectionnées existeront toujours après la création de la région et resteront sélectionnées. Le contour du corps 3D suit l’axe médian des objets piste délimitants et il n’est pas sélectionné.

Comme l’algorithme Create 3D Body From selected primitives utilise l’axe médian des objets sélectionnés, il exige que les positions de fin et de début des objets en contact coïncident exactement (au même emplacement X, Y). Si ce n’est pas le cas, une boîte de dialogue Confirm s’affichera, indiquant l’emplacement où l’algorithme a échoué et offrant également la possibilité de demander à l’algorithme d’essayer de définir le corps 3D à partir des bords des objets à la place. Tant que les objets sélectionnés se chevauchent légèrement, cette option devrait créer un corps 3D dont le bord suit le contour extérieur des objets sélectionnés.

Édition graphique

La méthode d’édition graphique vous permet de sélectionner directement un objet corps 3D placé dans l’espace de conception et d’en modifier graphiquement la taille, la forme ou l’emplacement.

Pour un corps 3D extrudé, cliquez une fois sur l’objet pour le sélectionner, ce qui le place en mode édition. La forme extérieure de l’objet corps 3D est définie par une série d’arêtes : chaque arête est représentée par un sommet d’extrémité à chaque bout, affiché sous la forme d’un carré blanc plein (A dans l’image ci-dessous) ; et un sommet central au milieu, affiché sous la forme d’un carré blanc creux (B dans l’image ci-dessous). Chaque sommet d’extrémité représente l’emplacement où deux arêtes se rejoignent.

Les techniques standard de modification de forme polygonale sont disponibles pour modifier la forme.

Lors de la modification d’un objet polygonal, trois modes d’édition sont disponibles, Slide/Miter, Incurvate (arc) et Move. Le mode actuel peut être changé while dragging a vertex or an edge en appuyant sur Shift+Spacebar pour faire défiler les 3 modes.

• Slide/Miter – cliquez et maintenez sur une arête ou un sommet central pour faire glisser cette arête ; cliquez et maintenez sur un sommet d’extrémité pour chanfreiner l’angle.
• Incurvate – cliquez et maintenez sur une arête ou un sommet central pour incurver cette arête ; cliquez et maintenez sur un sommet d’extrémité pour incurver (chanfrein en arc) l’angle.
• Move – cliquez et maintenez sur une arête ou un sommet central pour scinder cette arête en deux arêtes ; cliquez et maintenez sur un sommet d’extrémité pour déplacer librement cet angle.

Pendant l’édition, vous pouvez également :

• Ctrl+click and hold n’importe où le long d’une arête à l’écart des poignées d’édition pour insérer un nouveau sommet.
• Pour supprimer un sommet, cliquez et maintenez sur le sommet puis appuyez sur la touche Delete.
• Cliquez n’importe où sur le corps 3D à l’écart des poignées d’édition puis faites-le glisser pour le repositionner. Pendant le déplacement, le corps 3D peut être pivoté ou symétrisé :
  • Appuyez sur Spacebar pour faire pivoter le corps 3D dans le sens antihoraire ou sur Shift+Spacebar pour une rotation horaire. La valeur du Rotation Step est définie dans la page PCB Editor – General de la boîte de dialogue Preferences.
  • Appuyez sur les touches X ou Y pour symétriser le corps 3D selon l’axe X ou l’axe Y.

Conversion en STEP

Un objet corps 3D extrudé/cylindrique/sphérique sélectionné en modèle STEP. Le modèle STEP est automatiquement intégré dans le fichier de conception. Pour convertir un objet corps 3D libre, sélectionnez-le dans l’espace de conception, puis cliquez avec le bouton droit et choisissez la commande Convert To STEP dans le menu contextuel. La commande ne sera pas disponible si aucun objet n’est sélectionné, ou si plusieurs objets sont sélectionnés. Une fois qu’un objet a été converti en STEP, il ne peut plus être redimensionné dans l’espace de conception.

Convertissez une forme extrudée en STEP si vous devez la faire pivoter autour des axes X ou Y.

Point de référence d’un objet corps 3D extrudé, sphérique ou cylindrique

Un objet corps 3D extrudé, sphérique ou cylindrique possède un point de référence ou une origine.

• Pour un cylindre et une sphère, la référence est le point central de la forme circulaire de l’objet sur le plan X-Y.
• Pour un objet extrudé, la référence est définie à l’emplacement ^X-length/₂, ^Y-length/₂ lorsqu’il est vu de dessus.
• C’est la position de ce point de référence dans l’espace de conception qui est affichée dans les Location X/Y du panneau Properties.

Les objets corps 3D extrudés, sphériques et cylindriques possèdent un point de référence, comme montré dans les images. Notez que les lignes du point de référence ne sont pas longues ; elles peuvent donc ne pas apparaître à l’extérieur de l’objet.

Inclure une texture sur un corps 3D extrudé

Les objets extrudés peuvent également inclure une image superposée sur la surface supérieure - ce qui permet un plus grand réalisme de votre carte lorsqu’elle est visualisée en 3D. Lorsqu’un Texture File est ajouté, il est automatiquement étiré pour couvrir toute la surface supérieure du corps 3D, comme montré dans l’image ci-dessous. Notez que le fichier de texture est lié au fichier de bibliothèque ou de carte.

Les formats de fichier de texture pris en charge incluent : *.bmp ; *.dds ; *.dib ; *.hdr ; *.jpg ; *.pfm ; *.png ; *.ppm ; et *.tga.

Une texture ou un logo peut être ajouté à un objet corps 3D extrudé.

Cela peut être ajusté en modifiant les paramètres Center, Size et Rotation dans le mode 3D Body du panneau Properties.

Vous pouvez également modifier la position d’un objet texture associé à un modèle 3D extrudé choisi en sélectionnant la commande Tools » 3D Body Placement » Move Texture Location dans les menus principaux lorsque l’éditeur est configuré en mode 3D Layout. Après le lancement de la commande, le curseur prendra la forme de cônes bleus (indiquant le mode de sélection 3D) et il vous sera demandé de sélectionner un corps 3D extrudé auquel une texture est associée. Placez le curseur sur le corps 3D requis puis cliquez ou appuyez sur Enter. Cliquez ou appuyez sur Enter une seconde fois pour « saisir » la texture par son coin le plus proche. Déplacez la texture à l’emplacement souhaité puis cliquez ou appuyez sur Enter pour valider le placement. Les actions supplémentaires standard pour le déplacement d’objet (Spacebar/Shift+Spacebar pour faire pivoter, X ou Y pour symétriser, touches fléchées pour déplacer légèrement la texture) peuvent être effectuées pendant le déplacement tant que la texture flotte encore sur le curseur.

Vous pouvez également déplacer la texture dans un corps 3D extrudé sélectionné en utilisant la souris par cliquer-glisser.