Posizionamento dei componenti

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Altium Essentials: PCB Component Placement

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A colpo d'occhio

Questo articolo spiega perché il posizionamento dei componenti è una fase così importante della progettazione PCB in Altium Designer e mostra come i footprint definiscono il montaggio, i punti di connessione, il contorno e l’eventuale ingombro 3D di un componente sulla scheda. Illustra inoltre le principali proprietà dei componenti che puoi modificare dopo il posizionamento, tra cui posizione, rotazione, layer, area, designatore, tipo e dettagli relativi alla sorgente, aiutandoti a capire cosa controlla ogni impostazione e come influisce sulla scheda. Se vuoi comprendere meglio come vengono definiti e gestiti i componenti posizionati nell’editor PCB, questo articolo ti offrirà una solida base pratica da cui partire: continua a leggere.

- Capirai quali elementi comprende il footprint di un componente PCB, dalle piazzole agli elementi serigrafici, fino ai corpi 3D opzionali.
- Scoprirai quali proprietà dei componenti in Altium Designer influiscono su posizionamento, orientamento, assegnazione del layer e identificazione.
- Vedrai come vengono gestiti i diversi tipi di componenti e le definizioni delle aree nell’editor PCB.
Approfondisci con l'IA:

Si dice che la progettazione PCB sia per il 90% posizionamento e per il 10% sbroglio. Sebbene si possa discutere sulla percentuale di ciascuna attività, è generalmente riconosciuto che un buon posizionamento dei componenti sia fondamentale per progettare una buona scheda. Ricorda che potrebbe essere necessario ottimizzare il posizionamento anche durante lo sbroglio.

Il footprint del componente definisce lo spazio e i punti di connessione necessari per montare il componente fisico sul circuito stampato. È un oggetto di gruppo costituito da un insieme di semplici oggetti primitivi, tra cui piazzole, linee e archi, oltre ad altri oggetti di progettazione.

Il footprint del componente definisce il montaggio e le connessioni del componente sul PCB e può anche includere oggetti corpo 3D per definire il componente reale. 
Il footprint del componente definisce il montaggio e le connessioni del componente sul PCB e può anche includere oggetti corpo 3D per definire il componente reale.

Le piazzole forniscono i punti di montaggio e di connessione per i pin del componente. Spesso vengono incluse altre primitive di progettazione, come linee e archi, per definire il contorno della forma del componente sul layer serigrafico (overlay).

Il footprint del componente può anche includere oggetti corpo 3D opzionali, che definiscono lo spazio fisico o l'ingombro del componente reale montato sulla scheda. Se il componente fisico è stato definito utilizzando oggetti corpo 3D o modelli STEP importati, è possibile eseguire una verifica tridimensionale delle distanze tra i componenti.

I footprint dei componenti vengono creati nell'editor dei footprint PCB posizionando gli oggetti di progettazione appropriati per creare la forma necessaria al montaggio e al collegamento del componente. Il punto di riferimento del componente è l'origine dello spazio di progettazione dell'editor dei footprint PCB, che può essere impostata nell'editor sul pin 1, sul centro geometrico o su una posizione del componente definita dall'utente. Per ulteriori informazioni sulla creazione dei footprint, consulta la pagina Creazione di un footprint PCB.

Disponibilità dei componenti sul PCB

Quando il progetto viene trasferito dall'editor degli schemi all'editor PCB, i footprint dei componenti PCB vengono posizionati automaticamente dalle librerie disponibili. Questa operazione è chiamata Sincronizzazione del progetto ed è un processo che rileva e risolve le differenze tra lo schema e il PCB.

Altium Designer supporta un insieme di strumenti che facilitano il posizionamento del footprint del componente richiesto nell'area di progettazione PCB. Consultare le pagine seguenti per saperne di più su questi strumenti:

Esplorazione dei componenti posizionati

Nella modalità del pannello PCB Components, le tre aree principali cambiano per riflettere la gerarchia dei componenti del progetto PCB corrente (dall'alto verso il basso):

  • Component Classes
  • Components all'interno di una classe
  • Component Primitives

Le aree del pannello PCB consentono una selezione cumulativa dei filtri, dalle classi di componenti ai singoli componenti fino alle primitive dei componenti.
Le aree del pannello PCB consentono una selezione cumulativa dei filtri, dalle classi di componenti ai singoli componenti fino alle primitive dei componenti.

Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla voce di un componente o di una primitiva di componente, quindi scegliere il comando Properties (oppure fare doppio clic direttamente sulla voce) per accedere al pannello Properties, in cui è possibile visualizzare/modificare le proprietà del componente o della primitiva secondo necessità.

Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla voce di una classe di componenti, quindi scegliere Properties (oppure fare doppio clic direttamente sulla voce) per aprire la finestra di dialogo Modifica classe di componenti relativa a tale classe. Nella finestra di dialogo è possibile visualizzare/modificare i componenti appartenenti alla classe, rinominarla o aggiungere altre classi.

Modifica di una classe di componenti selezionata.
Modifica di una classe di componenti selezionata.

Consultare la pagina Lavorare con le classi in uno schema e in un PCB per saperne di più sull'utilizzo delle classi.

La visualizzazione/inclusione di ciascun tipo di primitiva di componente nell'area Component Primitives del pannello dipende dall'abilitazione della rispettiva opzione nel menu contestuale accessibile dalle aree Components o Component Primitives.

Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla voce di un componente o di una primitiva di componente per selezionare gli elementi da includere.
Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla voce di un componente o di una primitiva di componente per selezionare gli elementi da includere.

Durante l'esplorazione, è possibile bloccare o sbloccare facilmente i componenti facendo doppio clic nella casella a destra della colonna Footprint nell'area Components.

Il blocco/sblocco dal pannello PCB evita di dover accedere al pannello Properties.
Il blocco/sblocco dal pannello PCB evita di dover accedere al pannello Properties.

Riquadro di delimitazione della selezione del componente

Quando fai clic su un componente e lo selezioni, viene visualizzato il riquadro di delimitazione della selezione. Per controllare quali layer vengono utilizzati per definire il riquadro di delimitazione, puoi utilizzare l'opzione PCB.ComponentSelection nella finestra di dialogo Impostazioni avanzate. L'opzione supporta tre modalità (inserisci il valore 0, 1 o 2; la modalità predefinita è 2):

  • 0 - legacy mode - questa modalità combina le geometrie di tutti i layer, tranne le stringhe del designatore e del commento sulla serigrafia.

  • 1 - by layer mode - utilizza le geometrie del primo dei layer elencati di seguito che contiene oggetti, con la seguente priorità:

    1. Tipo di layer Courtyard

    2. Layer del corpo 3D (i modelli STEP sono memorizzati in un oggetto corpo 3D delle dimensioni del più piccolo prisma rettangolare che contiene il modello. Per la selezione del componente, viene utilizzato questo corpo 3D, non la forma del modello STEP)

    3. Layer serigrafico più layer di rame

    4. Layer di rame

     

  • 2 - by graphic mode - questa modalità combina le geometrie rilevate sul tipo di layer Courtyard, sulla serigrafia, negli oggetti corpo 3D e sui layer di rame. Le stringhe sono escluse.

  • I riferimenti al layer Courtyard riguardano una coppia di layer del componente con Layer Type = Courtyard; il nome della coppia di layer non viene considerato.

  • Se il componente include un modello 3D, la forma effettiva del modello 3D viene utilizzata per il controllo delle collisioni dei componenti, mentre la forma del riquadro di selezione del componente viene determinata come descritto sopra.

  • Gli oggetti dei layer meccanici sono esclusi dal riquadro di delimitazione della selezione, ma vengono inclusi nel riquadro di delimitazione per il controllo delle collisioni quando non sono definiti corpi 3D o oggetti sul layer Courtyard. Fanno eccezione le stringhe di testo .Designator e .Comment, che sono sempre escluse. Scopri di più su Come lavorare con i layer meccanici.

  • Quando il riquadro di delimitazione della selezione di un componente è definito dalle piste del layer Courtyard, viene utilizzata la linea mediana di queste piste per definire il riquadro di delimitazione (come si può vedere selezionando il componente – ). Tieni presente che ciò avviene solo quando la forma definita sul layer Courtyard è chiusa, con i vertici alle estremità delle piste coincidenti (che si toccano esattamente). In caso contrario, il riquadro di delimitazione è definito dal rettangolo più piccolo che racchiude tutti gli oggetti sul layer Courtyard.

  • Il riquadro di delimitazione della selezione del componente viene utilizzato per calcolare l'area del componente e durante il posizionamento dei componenti nelle modalità di posizionamento Push e Avoid ostacoli.

Aggiunta di primitive a un componente

Le primitive selezionate possono essere aggiunte a un componente scegliendo il comando Tools » Convert » Add Selected Primitives to Component dai menu principali. Dopo aver selezionato il comando, scegli il componente a cui desideri aggiungere le primitive selezionate. Una volta confermata l'operazione, le nuove primitive verranno riconosciute come parte del singolo oggetto componente e potranno essere utilizzate insieme alle primitive originali del componente.

Per eseguire questa operazione, le primitive del componente di destinazione devono essere sbloccate. Utilizza l'icona del lucchetto Primitives nelle proprietà del componente per sbloccare le primitive.

Esplosione di un componente in primitive

Un componente può essere convertito negli oggetti primitivi che lo costituiscono utilizzando il comando Tools » Convert » Explode Component to Free Primitives dai menu principali oppure facendo clic con il pulsante destro del mouse su un componente posizionato (selezionato o meno) e scegliendo quindi il comando Component Actions » Explode Component To Free Primitives (o Explode Selected Components To Free Primitives) dal menu contestuale. Un componente esploso non è più un componente, quindi il designatore e il commento verranno rimossi e il componente tornerà a essere costituito dalle varie primitive da cui era composto.

L'esplosione non ha alcun effetto sul modello di footprint memorizzato nella libreria sorgente pertinente, ma solo sulle istanze convertite dei componenti posizionati nel documento PCB.

  • L'esplosione è un processo irreversibile; non esiste un comando per raggruppare nuovamente un componente esploso. Tuttavia, puoi utilizzare il comando Undo per ottenere questo risultato.

  • Il comando di esplosione non deve essere utilizzato per modificare le proprietà di un componente. Le primitive di un componente possono essere modificate sbloccandole (tramite l'icona del lucchetto Primitives nelle proprietà del componente), modificandole secondo necessità e quindi bloccandole nuovamente.

Accesso ai collegamenti cliccabili alle informazioni di riferimento

Quando a un componente sono stati aggiunti collegamenti a documenti con nome, è possibile aprire l'URL del documento o della pagina indicati, specificato tramite un apposito parametro di collegamento URL sottostante, per il componente selezionato o per quello sotto il cursore. Questa funzionalità consente di presentare i collegamenti a documenti con nome trasferiti dai componenti dello schema come collegamenti con nome dei componenti PCB a PDF, file di testo o pagine HTML. Ciò avviene quando i collegamenti a documenti con nome del componente vengono aggiornati dallo schema al PCB (Design » Update PCB Document). Durante questo processo di aggiornamento (tramite un ECO), i collegamenti a documenti con nome dello schema vengono convertiti in coppie di parametri ComponentLink (ComponentLinknDescription/ComponentLinknURL) per il componente PCB corrispondente. Ad esempio:

Parametro del componente dello schema   Parametri del componente PCB
Name Url

 

⇒

Name Value
STM32 Family Web Page http://www.st.com/stm32 ComponentLink1Description STM32 Family Web Page
ComponentLink1URL http://www.st.com/stm32

Il numero di indice del collegamento (n) utilizzato nei parametri del componente definisce la posizione del collegamento del componente PCB corrispondente nel sottomenu References. Quando un componente sul PCB è selezionato, le coppie di parametri ComponentLink definite vengono visualizzate nella sezione Parameters del pannello Proprietà.

Dopo l'avvio del comando, la pagina di destinazione dell'URL web o il documento indicato verranno aperti direttamente (se disponibili).

  • Un URL web verrà aperto in un browser esterno oppure come documento a schede all'interno di Altium Designer, in base all'opzione Open internet links in external Web browser nella pagina Sistema - Visualizzazione della finestra di dialogo Preferences. Tieni presente che, per l'apertura in un browser esterno, il valore (URL) del parametro di collegamento deve includere il prefisso http://.

  • Per ulteriori informazioni sulla configurazione dei parametri di collegamento ai documenti nell'ambiente schematico, consulta la pagina Librerie schematiche.

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