Travailler avec des corps 3D extrudés, sphériques et cylindriques

Bien que le placement de modèles 3D génériques soit la méthode recommandée pour utiliser les objets Corps 3D, car il fournit une représentation précise et détaillée des composants sur le PCB et permet une détection plus précise des collisions 3D dans l’éditeur de PCB, un objet Corps 3D peut également être utilisé pour placer des formes extrudées, sphériques et cylindriques. Trois types d’objets Corps 3D simples peuvent être placés :

Placement d’objets Corps 3D extrudés, sphériques ou cylindriques

Placement direct

Les objets Corps 3D extrudés, sphériques et cylindriques peuvent être placés dans l’éditeur de PCB et dans l’éditeur d’empreintes de PCB en procédant comme suit :

• Choisissez la commande Place » Extruded 3D Body dans les menus principaux.
• Repérez et utilisez la commande Corps 3D extrudé () dans Active Bar.

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

1. Après le lancement de la commande, le curseur prend la forme d’une croix et vous passez en mode de placement par défaut, pour placer un objet Corps 3D extrudé.
2. Appuyez sur Tab pour suspendre le placement et afficher le panneau Properties en mode Corps 3D. Le bouton de pause en superposition () apparaît 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 Corps 3D dans le champ Identifier. Cette étape est facultative ; l’identifiant peut être utile lorsque plusieurs Corps 3D sont placés et peut également servir à cibler ce Corps 3D dans une règle de conception, si nécessaire.
4. Sélectionnez le Board Side souhaité ; il est généralement défini sur Top. Dans l’éditeur de bibliothèques de PCB, l’empreinte est créée pour la face supérieure de la carte ; elle peut être retournée sur la face inférieure au cours de la conception du PCB, si nécessaire.
5. Sélectionnez la Layer mécanique sur laquelle le Corps 3D doit être placé. Les couches mécaniques de type composant doivent être associées à une seconde couche mécanique afin que, si le composant est retourné de la face supérieure vers la face inférieure de la carte, ses éléments mécaniques, tels que le Corps 3D, soient transférés sur la couche mécanique associée. Les couches mécaniques sont associées dans l’onglet Layers and Colors du panneau Configuration de l’affichage. Consultez la page consacrée à ce panneau pour plus d’informations.
6. Sélectionnez le 3D Model Type parmi les formes disponibles : Extruded, Cylinder ou Sphere.
7. Les dimensions de chaque forme doivent être définies avant son placement. 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 ajustez le Opacity selon vos besoins.
9. Une fois les modifications terminées, cliquez sur le bouton de pause en superposition pour revenir à l’espace de conception.
   • Si la forme est un Cylinder ou un Sphere :
     1. Le curseur se déplace dans l’espace de conception avec une forme rectangulaire attachée ; cliquez pour placer le Corps 3D.
     2. Faites un clic droit ou appuyez sur Esc pour terminer le placement des objets Corps 3D.
   • Si la forme est Extruded, le curseur apparaît, prêt à définir la forme polygonale de base du Corps 3D extrudé :
     1. Cliquez pour définir le premier sommet.
     2. Déplacez le curseur pour placer le deuxième sommet. Par défaut, chaque clic place deux arêtes, avec un angle de forme définie par l’utilisateur entre elles. Consultez la section Modes de placement des Corps 3D extrudés ci-dessous pour en savoir plus.
     3. Continuez à déplacer la souris et à cliquer pour placer les sommets suivants.
     4. Après avoir placé le dernier sommet, faites un clic droit ou appuyez sur Esc pour fermer le Corps 3D et terminer son placement. Il n’est pas nécessaire de fermer manuellement le Corps 3D, car le logiciel complète automatiquement la forme en reliant le point de départ au dernier point placé.

Modes de placement des Corps 3D extrudés

Lors du placement d’un Corps 3D extrudé, cinq modes d’angle sont disponibles, dont quatre disposent également de sous-modes d’orientation de l’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 d’orientation de l’angle.
• Dans l’un des modes d’angle en arc, maintenez la touche  ou  enfoncée pour réduire ou agrandir l’arc. Maintenez également la touche Shift enfoncée pour accélérer le redimensionnement de l’arc.
• Appuyez sur la touche de raccourci 1 pour basculer entre le placement de deux arêtes par clic et celui d’  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 Corps 3D extrudé ; notez le point de référence affiché dans les vues 2D et 3D.

Création à partir de formes fermées

Pour accélérer la création de la forme du composant à partir de corps 3D, le logiciel peut créer une série d’objets de corps 3D extrudés à partir des formes fermées détectées dans l’empreinte. Cette fonctionnalité peut être utile si le composant présente une forme inhabituelle, déjà représentée par les formes définies dans la sérigraphie de l’empreinte. Vous pouvez également ajouter des objets supplémentaires à l’empreinte sur des couches mécaniques, puis les utiliser pour créer d’autres objets de corps 3D, par exemple pour représenter les broches.

Les images ci-dessous montrent l’empreinte d’un transistor TO-92. Le contour dessiné sur la couche Top Overlay sert à définir le corps du transistor sur la paire de couches de corps 3D choisie (désignée par 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). Ils servent à définir les broches du composant sur la paire de couches de corps 3D choisie ; les paramètres sont présentés dans l’image de la boîte de dialogue ci-dessous.

Les objets existants dans l’empreinte peuvent servir à créer de nouveaux objets de corps 3D.

Pour créer des objets de corps 3D 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’ouvre. Elle permet de voir quels corps 3D sont actuellement utilisés dans le composant et lesquels ne le sont pas. Vous pouvez ajouter des corps au composant ou en supprimer selon vos besoins. Les corps peuvent être de trois types distincts :

• Un corps 3D placé délibérément (désigné par 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 de référence, ainsi que la couleur et l’opacité. Notez que la colonne Body State indique que quatre formes vont être utilisées pour créer des objets de corps 3D.

Une fois les corps 3D du composant définis selon vos besoins, cliquez sur le Close bouton pour appliquer les modifications.

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

Remarques sur l’utilisation de cette boîte de dialogue :

• L’algorithme de détection propose soit une forme rectangulaire créée à partir du rectangle englobant, soit une forme polygonale qui suit le contour formé par les primitives (tracé le long de l’axe central des pistes et des arcs, si leurs extrémités coïncident).
• Pour créer un corps 3D à partir d’un objet existant, cliquez sur le texte bleu dans la colonne Body State.
• La valeur par défaut de Overall Height correspond à Height, défini dans le panneau Properties de l’empreinte.
• Pour une broche de composant qui traverse la carte vers le bas, réglez Body Projection sur Bottom Side.
• Les objets de corps 3D 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 mode 2D puis revenir en mode 3D, ou basculer l’option Show 3D Bodies entre Off et On dans l’onglet View Options du panneau View Configurations pour voir les nouveaux objets.
• Pour modifier les corps 3D de tous les composants de la bibliothèque d’empreintes de PCB active actuellement ouverte dans l’éditeur d’empreintes de PCB, choisissez la commande Tools » Manage 3D Bodies for Library dans les menus principaux.
• Pour modifier les corps 3D dans l’éditeur de 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 faisant un clic droit sur un composant et en sélectionnant Actions du composant » Gérer les corps 3D dans le menu contextuel.

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

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

• La boîte de dialogue permet de gérer les corps 3D du composant depuis un emplacement unique, sans avoir à ouvrir le panneau Properties pour chaque corps 3D.

Création à partir de primitives sélectionnées

Outre le placement interactif d’un corps 3D, vous pouvez également en créer un à partir d’un ensemble d’objets existants de type piste, arc et région pleine définissant une forme fermée. Cette méthode est particulièrement adaptée lorsque le modèle est simple. Pour définir un corps 3D à partir d’une forme fermée existante :

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

Le corps 3D est créé sur la couche supérieure à partir du contour fermé formé par les primitives, quelle que soit la couche sur laquelle se trouvent les pistes sélectionnées. Vous pouvez donc définir la forme sur une couche mécanique. Notez que les primitives initialement sélectionnées subsistent après la création de la région et restent sélectionnées. Le contour du corps 3D suit l’axe médian des objets piste qui le délimitent, et le corps 3D n’est pas sélectionné.

Comme l’algorithme Create 3D Body From selected primitives utilise l’axe médian des objets sélectionnés, il exige que les points de début et de fin des objets qui se touchent coïncident exactement (aux mêmes coordonnées X, Y). Si ce n’est pas le cas, une boîte de dialogue Confirm s’affiche et indique l’emplacement où l’algorithme a échoué. Elle permet également de demander à l’algorithme de tenter de définir le corps 3D à partir des bords des objets. Tant que les objets sélectionnés se chevauchent légèrement, cette option devrait créer un corps 3D dont le contour suit le bord extérieur des objets sélectionnés.

Modification graphique

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

Pour un corps 3D extrudé, cliquez une fois sur l’objet pour le sélectionner et le mettre en mode édition. Le contour de l’objet corps 3D est défini par une série d’arêtes : chaque arête possède un sommet à chaque extrémité, représenté par un carré blanc plein (A dans l’image ci-dessous), et un sommet central, représenté par un carré blanc vide (B dans l’image ci-dessous). Chaque sommet d’extrémité correspond au point de jonction de deux arêtes.

Les techniques standard d’édition des formes polygonales permettent de modifier la forme.

Lors de l’édition d’un objet polygonal, trois modes d’édition sont disponibles : Slide/Miter, Incurvate (arc) et Move. Vous pouvez changer le mode actif while dragging a vertex or an edge en appuyant sur Shift+Spacebar pour parcourir les trois modes.

• Slide/Miter – cliquez sur une arête ou un sommet central et maintenez le bouton enfoncé pour faire glisser cette arête ; cliquez sur un sommet d’extrémité et maintenez le bouton enfoncé pour chanfreiner le coin.
• Incurvate – cliquez sur une arête ou un sommet central et maintenez le bouton enfoncé pour courber cette arête ; cliquez sur un sommet d’extrémité et maintenez le bouton enfoncé pour arrondir le coin.
• Move – cliquez sur une arête ou un sommet central et maintenez le bouton enfoncé pour diviser cette arête en deux ; cliquez sur un sommet d’extrémité et maintenez le bouton enfoncé pour déplacer librement ce coin.

Pendant l’édition, vous pouvez également :

• Ctrl+click and hold n’importe où sur une arête à l’écart des poignées d’édition pour insérer un nouveau sommet.
• Pour supprimer un sommet, cliquez dessus et maintenez le bouton enfoncé, 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, vous pouvez faire pivoter le corps 3D ou lui appliquer une symétrie :
  • Appuyez sur Spacebar pour faire pivoter le corps 3D dans le sens antihoraire ou sur Shift+Spacebar pour le faire pivoter dans le sens horaire. La valeur de Rotation Step est définie sur la page PCB Editor – General de la boîte de dialogue Preferences.
  • Appuyez sur les touches X ou Y pour appliquer une symétrie au corps 3D selon l’axe X ou Y.

Conversion au format STEP

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

Convertissez une forme extrudée au format 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 origine.

• Pour un cylindre ou une sphère, le point de référence est le centre de la forme circulaire de l’objet dans le plan X-Y.
• Pour un objet extrudé, le point de référence est situé aux coordonnées ^{Longueur en X}/₂, ^{Longueur en Y}/₂ en vue de dessus.
• C’est la position de ce point de référence dans l’espace de conception qui est indiquée dans les Location X/Y du panneau Properties.

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

Ajout d’une texture à un corps 3D extrudé

Les objets extrudés peuvent également comporter une image superposée à leur surface supérieure, ce qui rend votre carte plus réaliste lorsqu’elle est visualisée en 3D. Lorsqu’une Texture File est ajoutée, elle est automatiquement étirée pour recouvrir toute la surface supérieure du corps 3D, comme le montre l’image ci-dessous. Notez que le fichier de texture est lié au fichier de bibliothèque ou de carte.

Les formats de fichiers de texture pris en charge sont les suivants : *.bmp ; *.dds ; *.dib ; *.hdr ; *.jpg ; *.pfm ; *.png ; *.ppm ; et *.tga.

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

Vous pouvez ajuster cet élément en modifiant sa position Center ainsi que les paramètres 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 donné en choisissant la commande Tools » 3D Body Placement » Move Texture Location dans les menus principaux lorsque l’éditeur est en mode de disposition 3D. Après le lancement de la commande, le curseur prend la forme de cônes bleus (indiquant le mode de sélection 3D) et vous êtes invité à sélectionner un corps 3D extrudé auquel une texture est associée. Placez le curseur sur le corps 3D souhaité, puis cliquez ou appuyez sur Enter. Cliquez ou appuyez sur Enter une deuxième fois pour « saisir » la texture par son coin le plus proche. Déplacez la texture à la position souhaitée, puis cliquez ou appuyez sur Enter pour la placer. Les actions supplémentaires standard de déplacement des objets (Spacebar/Shift+Spacebar pour faire pivoter, X ou Y pour appliquer une symétrie, les touches fléchées pour déplacer légèrement la texture) peuvent être effectuées pendant le déplacement, tant que la texture reste attachée au curseur.

Vous pouvez aussi déplacer la texture d’un corps 3D extrudé sélectionné par un cliquer-glisser avec la souris.