Dall'idea alla produzione - guidare un progetto PCB attraverso CircuitStudio

Benvenuto nel mondo dello sviluppo di prodotti elettronici con il software di progettazione elettronica di livello mondiale di Altium. Questo tutorial ti aiuterà a iniziare guidandoti attraverso l'intero processo di progettazione di un semplice PCB, dall'idea ai file di output. Se sei nuovo al software Altium, vale la pena leggere l'articolo Exploring CircuitStudio per saperne di più sull'interfaccia, su come utilizzare i pannelli e per una panoramica sulla gestione dei documenti di progetto.

Il progetto

Il progetto di cui acquisirai lo schema e per cui realizzerai un circuito stampato (PCB) è un semplice multivibratore astabile. Il circuito è mostrato di seguito; utilizza due transistor NPN per uso generale configurati come multivibratore astabile auto-oscillante.

Ora sei pronto per iniziare l'acquisizione (disegno) dello schema. Il primo passo è creare un progetto PCB.

Creazione di un nuovo progetto PCB

Nel software di Altium, un progetto PCB è l'insieme dei documenti di progetto (file) necessari per specificare e produrre un circuito stampato. Il file di progetto, ad esempio Multivibrator.PrjPCB, è un file di testo ASCII che elenca i documenti presenti nel progetto, oltre ad altre impostazioni a livello di progetto, come i controlli delle regole elettriche richiesti, le preferenze del progetto e gli output del progetto, come le impostazioni di stampa e CAM.

Un nuovo progetto viene creato nella finestra di dialogo Create New Project From Template.

Creating a new project:

1. Seleziona File » New PCB Project dai menu; si aprirà la finestra di dialogo Create New Project from Template.
2. I modelli disponibili sono elencati sulla sinistra; scegli Blank PCB Project.
3. Nel campo Name, inserisci Multivibrator. Non è necessario aggiungere l'estensione del file, verrà aggiunta automaticamente.
4. Nel campo Location, digita un percorso adatto in cui salvare i file del progetto, oppure fai clic su Browse per passare alla cartella desiderata.
5. Abilita l'opzione Create Project Subfolder; in questo modo verrà creata una sottocartella sotto la cartella specificata nel campo Location , con lo stesso nome del progetto.
6. Fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo e creare il file di progetto nel percorso specificato.
7. Il nuovo progetto apparirà nel pannello Projects. Se questo pannello non è visualizzato, abilitalo tramite il pulsante View | System | Projects.

Aggiunta di uno schema al progetto

Il passo successivo consiste nell'aggiungere un nuovo foglio schematico al progetto.

Adding a schematic:

1. Sulla barra multifunzione, fai clic sulla voce di menu Home | Project | Project » Add New Schematic. Si aprirà un foglio schematico vuoto denominato Sheet1.SchDoc nella finestra di progettazione e un'icona per questo schema apparirà collegata al progetto nel pannello Projects sotto l'icona della cartella Source Documents .
2. Per salvare il nuovo foglio schematico, seleziona File » Save As. Si aprirà la finestra di dialogo Save As, pronta per salvare lo schema nella stessa posizione del file di progetto. Digita il nome Multivibrator nel campo File Name, quindi fai clic su Save. Tieni presente che i file memorizzati nella stessa cartella del file di progetto (o in una cartella figlia/nipote) sono collegati al progetto tramite riferimenti relativi, mentre i file memorizzati in una posizione diversa sono collegati tramite riferimenti assoluti.
3. Poiché hai aggiunto uno schema al progetto, anche il file di progetto è cambiato. Right-click sul nome file del progetto nel pannello Projects , quindi seleziona Save Project per salvare il progetto.

Impostazione delle opzioni del documento

Prima di iniziare a disegnare il circuito, vale la pena impostare le opzioni appropriate del documento, incluse le dimensioni del foglio e le griglie Snap e Visible.

Configuring the Document Options:

1. Sulla barra multifunzione, fai clic su Project | Content | Document Options per aprire la finestra di dialogo Document Options.
2. Per questo tutorial, l'unica modifica da apportare è impostare il formato del foglio su A4 nel campo Standard Styles della scheda Sheet Options della finestra di dialogo.
3. Conferma che sia Snap sia Visible Grids siano impostati su 10.
4. Fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo e aggiornare il formato del foglio.
5. Per fare in modo che il documento riempia l'area di visualizzazione, fai clic su View | Zoom Document.
6. Salva lo schema selezionando File » Save (scorciatoia: Ctrl+S).

Componenti e librerie in CircuitStudio

Articolo correlato: Component Management in CircuitStudio

Il componente reale che viene montato sulla scheda è rappresentato come simbolo schematico durante l'acquisizione del progetto e come footprint PCB per la progettazione della scheda. I componenti di CircuitStudio possono essere memorizzati in librerie locali oppure possono essere posizionati direttamente da Altium Content Vault, che è un sistema di archiviazione componenti accessibile globalmente e contiene migliaia di componenti, ciascuno con un simbolo, un footprint, parametri del componente e collegamenti ai fornitori.

In CircuitStudio è possibile utilizzare le seguenti opzioni di archiviazione dei componenti:

Tipo di libreria	Funzione
Libreria schematica	I simboli dei componenti schematici vengono creati nelle librerie schematiche (*.SchLib). Ogni simbolo può diventare un componente aggiungendo collegamenti a un footprint PCB e aggiungendo parametri del componente per descriverne le specifiche.
Libreria PCB	I footprint PCB (modelli) sono memorizzati nelle librerie PCB (*.PcbLib). Il footprint include gli elementi elettrici, come i pad, nonché gli elementi meccanici, come l'overlay del componente, le dimensioni, i punti colla, ecc. Può anche includere una definizione 3D, creata posizionando oggetti 3D Body oppure importando un modello STEP.
Pacchetto libreria / Libreria integrata	Oltre a lavorare direttamente dalle librerie schematiche e PCB, puoi anche compilare gli elementi del componente in una libreria integrata (*.IntLib). In questo modo si ottiene una singola libreria portabile che contiene tutti i modelli e i simboli. Una libreria integrata viene compilata da un pacchetto libreria (*.LibPkg), che è essenzialmente un file di progetto per scopi speciali con le librerie schematiche sorgente (*.SchLib) e PCB (*.PcbLib) aggiunte come documenti sorgente. Come parte del processo di compilazione, puoi anche verificare la presenza di potenziali problemi, come modelli mancanti e discrepanze tra i pin dello schema e i pad del PCB.
Altium Content Vault	Il Content Vault è molto più di una libreria. Componenti archiviati nel cloud, accessibili da qualsiasi luogo con accesso a Internet. I componenti del Content Vault includono: simbolo, footprint, parametri del componente e collegamenti ai fornitori. Sono organizzati in cartelle, per produttore o per tipo di package nel caso dei componenti generici.

Accesso ai componenti

È possibile accedere ai componenti tramite:

• il pannello Libraries (View | System | Libraries) per i componenti di libreria, oppure
• il pannello Vaults (File » Vault Explorer) per i componenti del Content Vault.

Accedi ai componenti tramite il riquadro Libraries oppure il pannello Vaults.

Rendere disponibili le librerie per accedere ai componenti

In CircuitStudio, i componenti basati su libreria possono essere posizionati dalle librerie disponibili. Le librerie disponibili includono:

• Libraries in the current project - se una libreria fa parte del progetto, i componenti in essa contenuti sono automaticamente disponibili per il posizionamento all'interno di quel progetto.
• Installed libraries - si tratta di librerie installate in CircuitStudio e i loro componenti sono disponibili per l'uso in qualsiasi progetto aperto.

Le librerie vengono installate nella scheda Installed della finestra di dialogo Available Libraries. Per aprire la finestra di dialogo, fai clic sul pulsante Libraries nella parte superiore del pannello Libraries. Se il pannello non è attualmente visibile, fai clic su View | System | Libraries per visualizzarlo.

Installa le librerie richieste per rendere i loro componenti disponibili per i progetti.

Trovare un componente nelle librerie

Per aiutarti a trovare il componente di cui hai bisogno, CircuitStudio include potenti funzionalità di ricerca nelle librerie. Sebbene nelle librerie preinstallate siano disponibili componenti adatti al progetto del multivibratore, è utile sapere come utilizzare la funzione di ricerca per trovare i componenti.

La finestra di dialogo Libraries Search si apre facendo clic sul pulsante Search nel pannello Libraries. La metà superiore della finestra di dialogo viene utilizzata per definire what stai cercando, mentre la metà inferiore viene utilizzata per definire where cercare. La ricerca può essere effettuata nelle librerie già installate (Available libraries) oppure nelle librerie presenti sul disco rigido (Libraries on path).

Se stessi lavorando con le librerie, il primo passo sarebbe cercare un transistor NPN per uso generale adatto, come un 2N3904.

Searching through libraries:

1. Se non è visibile, visualizza il pannello Libraries (View | System | Libraries).
2. Premi il pulsante Search nel pannello Libraries per aprire la finestra di dialogo Libraries Search, come mostrato sopra.
3. Assicurati che le opzioni della finestra di dialogo siano impostate come segue:
   • Per la prima riga Filter, il Field è impostato su Name, il Operator è impostato su contains e il Value è 3904.
   • Lo Scope è impostato su Search in Components e Libraries on path.
   • Il Path è impostato in modo da puntare alle librerie Altium installate, in modo simile a C:\Users\Public\Documents\Altium\CS\Library.
4. Fai clic sul pulsante Search per avviare la ricerca. I Query Results vengono visualizzati nel pannello Libraries . Dovrebbe essere trovato un componente, come mostrato nell'immagine qui sotto. Potrebbe essere elencato più volte, a seconda di quanti modelli sono collegati ad esso.
5. Puoi posizionare componenti solo da librerie installate nel software. Se tenti di posizionare un componente da una libreria che non è attualmente installata, ti verrà chiesto di Confirm the installation di quella libreria quando tenterai di posizionare il componente.

La ricerca nelle librerie viene in realtà eseguita usando query. Nella finestra di dialogo Libraries Search, passa alla modalità Advanced per esaminare la query. La query generata dalla configurazione della tua ricerca dovrebbe essere (Name LIKE '*3904*'). In caso contrario, digita questa stringa e poi fai di nuovo clic su Search.

Individuare un componente in una libreria disponibile

Le librerie già installate sono elencate nel menu a discesa nella parte superiore del pannello. Fai clic per selezionare una libreria e visualizzare i componenti memorizzati al suo interno. Seleziona la libreria Miscellaneous Devices. IntLib dall'elenco, quindi usa il Filter del componente nel pannello per individuare il componente 2N3904 richiesto all'interno della libreria. Poiché la libreria Miscellaneous Devices è già installata, questo componente è pronto per essere posizionato. Tuttavia, non posizionarlo; userai invece un transistor dall'Altium Content Vault.

Rendere disponibile il Content Vault per accedere ai componenti

L'Altium Content Vault è completamente separato dal software CircuitStudio installato. Per accedere ai componenti nel Content Vault, devi prima connetterti ad esso. Questo si fa facendo clic sul pulsante Add Altium Content Vault nella pagina Data Management - Vaults della finestra di dialogo Preferences.

Trovare un componente nel Content Vault

Related article: Pannello Vaults

Una volta effettuata la connessione all'Altium Content Vault, puoi esplorare o cercare un componente. Questo si fa nel pannello Vaults selezionando File » Vault Explorer per visualizzare il pannello. Il pannello include una potente funzione di ricerca. Inserisci la stringa di ricerca nel campo di ricerca in alto a destra del pannello.

Ricerca del transistor per uso generale BC547 nell'Altium Content Vault. Ogni risultato è un collegamento ipertestuale. Passa il mouse sopra per maggiori informazioni e fai clic per esaminare.

Lavorare nel pannello Vaults

Il pannello Vaults include un certo numero di sezioni che possono essere ridimensionate secondo necessità. Dedica un po' di tempo a esplorare le funzionalità e il comportamento del pannello; right-click per i comandi specifici del contesto.

Usa la modalità Preview per esaminare i modelli e i parametri inclusi con il componente selezionato.

• I componenti sono organizzati in cartelle. Usa la sezione Vaults Folders sul lato sinistro del pannello per sfogliare.
• Nell'Altium Content Vault è memorizzato un gran numero di componenti, pertanto può essere più efficiente effettuare la ricerca come appena descritto.
• I risultati della ricerca sono presentati come una serie di collegamenti; fai clic su un collegamento per esaminare un componente in dettaglio; usa il pulsante Back in alto a destra del pannello per tornare ai risultati della ricerca.
• Facendo clic su un componente specifico nei risultati della ricerca viene visualizzato solo quel componente nella cartella in cui è memorizzato. Seleziona Refresh All dal menu in alto a sinistra del pannello per visualizzare tutti i componenti in quella cartella.
• La regione inferiore del pannello dispone di diverse modalità di visualizzazione, tra cui: Summary, Supply Chain, Lifecycle, Where-used e Preview. Usa l'icona a freccia per selezionare la modalità richiesta, come mostrato nell'immagine sopra.

Posizionare i componenti sullo schema

I componenti vengono posizionati sul foglio di schema corrente dal pannello Libraries o Vaults. Questo può essere fatto:

Dal pannello Libraries

• Clicking the Place button - il componente appare agganciato al cursore; posizionalo e poi fai clic per posizionarlo.
• Double-clicking - fai doppio clic sul componente nell'elenco dei componenti nel pannello. Il componente appare agganciato al cursore; posizionalo e poi fai clic per posizionarlo.
• Click and drag - fai clic e trascina il componente sul foglio. Questa modalità richiede che il pulsante del mouse venga tenuto premuto; il componente viene posizionato quando il pulsante del mouse viene rilasciato.

Dal pannello Vaults

• Right-click sul componente, quindi seleziona Place <component>. Il componente appare agganciato al cursore; posizionalo e poi fai clic per posizionarlo. Nota che se il pannello Vaults è mobile sopra l'area di lavoro, diventerà trasparente per consentirti di vedere lo schema e posizionare il componente.
• Click and drag - fai clic e trascina il componente dal pannello Vaults e rilascialo sullo schema. Questa modalità richiede che il pulsante del mouse venga tenuto premuto; il componente viene posizionato quando il pulsante del mouse viene rilasciato.

Parti del multivibratore

I seguenti componenti sono stati cercati e utilizzati nel circuito multivibratore.

Designatore	Descrizione	Item-Revision del Vault oppure nome del componente di libreria	Commenti
Q1, Q2	Transistor NPN per uso generale, ad es., BC547 o 2N3904	CMP-1048-01437-1	ricercato nel Vault BC547, scelto il primo
R1, R2	Resistore da 100K, 5%, 0805	CMP-1013-00122-1	ricercato nel Vault 100K 5% 0805
R3, R4	Resistore da 1K, 5%, 0805	CMP-1013-00074-1	ricercato nel Vault 1K 5% 0805, nota che la ricerca restituisce anche 1K3, 1K8, ecc.
C1, C2	Condensatore da 22nF, 10%, 16V, 0805	CMP-1036-04042-1	ricercato nel Vault 22nF 16V 0805
Y1	Header a 2 pin, foro passante	Header 2	ricercato nelle librerie disponibili header, componente trovato in Miscellaneous Connectors.IntLib

Una volta posizionati i componenti, lo schema dovrebbe apparire simile a questo:

Tutti i componenti sono posizionati, pronti per il cablaggio.

Finding and Placing the Transistors:

1. Seleziona View | Zoom | Zoom Document (scorciatoia: V, A) per assicurarti che il foglio di schema occupi l'intera finestra.
2. Usando le tecniche di ricerca appena descritte, individua il transistor BC547 nel pannello Vaults .
3. Quando esegui la ricerca nel Vault, i risultati verranno prima raggruppati per mostrare le cartelle che contengono possibili componenti. Per la ricerca del transistor, tutti i risultati si trovano nella stessa cartella intitolata General Purpose Transistors. Fai clic sul collegamento ipertestuale per aprire i risultati della ricerca per quella cartella, quindi fai clic sull'Item CMP-1048-01437-1.
4. Quel componente verrà presentato nel pannello Vaults, dove puoi visualizzare il Preview in basso ed esaminare il simbolo, il footprint e i parametri del componente (potrebbe essere necessario ridimensionare la sezione inferiore per visualizzare tutto il contenuto di Preview ).

5. Right-click sul numero Item-Revision del transistor per visualizzare il menu contestuale (come mostrato sopra), quindi seleziona Place CMP-1048-01437-1 dal menu. Il cursore cambierà in un mirino e avrai un'immagine del transistor floating sul cursore. Ora sei in modalità di posizionamento della parte. Se sposti il cursore, il transistor si sposterà con esso.

Do not place the transistor yet!

6. Prima di posizionare la parte sullo schema puoi modificarne le proprietà, cosa che può essere fatta per qualsiasi oggetto agganciato al cursore. Mentre il transistor è ancora agganciato al cursore, premi il tasto Tab per aprire la finestra di dialogo Component Properties. Imposta la finestra di dialogo in modo che appaia come mostrato qui sotto.

7. Nella sezione Properties della finestra di dialogo, digita il Designator Q1.
8. Abilita la casella di controllo Visible per il campo Comment.
9. Lascia tutti gli altri campi ai valori predefiniti, quindi fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo.
10. Sposta il cursore, con il simbolo del transistor agganciato, per posizionare il transistor un po' a sinistra del centro del foglio. Nota la griglia di snap corrente visualizzata a sinistra della barra di stato vicino alla parte inferiore dell'applicazione. Il valore predefinito è 10; premi la scorciatoia G per scorrere le impostazioni di griglia disponibili durante il posizionamento dell'oggetto. Si consiglia vivamente di mantenere la griglia di snap a 10 o 5 per mantenere il circuito ordinato e facilitare il collegamento dei fili ai pin. Per un progetto semplice come questo, 10 è una buona scelta.
11. Una volta che sei soddisfatto della posizione del transistor, fai clic con il pulsante sinistro del mouse oppure premi Enter sulla tastiera per posizionare il transistor sullo schema.
12. Sposta il cursore e noterai che una copia del transistor è stata posizionata sul foglio dello schema, ma sei ancora in modalità di posizionamento del componente con il contorno del componente che segue il cursore. Questa funzione consente di posizionare più componenti dello stesso tipo. Passiamo ora al posizionamento del secondo transistor. Questo transistor è uguale al precedente, quindi non è necessario modificarne gli attributi prima di posizionarlo. Il software incrementerà automaticamente il designatore del componente quando posizioni più istanze dello stesso componente. In questo caso, al transistor successivo verrà assegnato automaticamente il designatore Q2.
13. Se fai riferimento al diagramma schematico approssimativo mostrato in precedenza, noterai che Q2 è disegnato come immagine speculare di Q1. Per invertire l'orientamento del transistor che segue il cursore, premi il tasto X sulla tastiera. Questo capovolge il componente orizzontalmente (lungo l'asse X).
14. Sposta il cursore per posizionare il componente a destra di Q1. Per posizionare il componente con maggiore precisione, premi due volte il tasto PgUp per aumentare lo zoom di due livelli. Ora dovresti essere in grado di vedere le linee della griglia.
15. Una volta posizionato il componente, fai clic con il pulsante sinistro del mouse oppure premi Enter per posizionare Q2. Ancora una volta, una copia del transistor che stai "tenendo" verrà posizionata sullo schema e il transistor successivo seguirà il cursore pronto per essere posizionato.
16. Poiché tutti i transistor sono stati posizionati, esci dalla modalità di posizionamento dei componenti facendo clic su right mouse button oppure premendo il tasto Esc. Il cursore tornerà a essere una freccia standard.

Finding and Placing the Resistors:

1. Utilizzando le tecniche di ricerca appena descritte, cerca un resistore 100K 5% 0805 adatto nel pannello Vaults . La ricerca dovrebbe restituire l'elemento CMP-1013-00122-1.
2. Right-click sul numero di elemento del resistore per visualizzare il menu contestuale, quindi seleziona Place CMP-1013-00122-1 dal menu.
3. Mentre il resistore segue ancora il cursore, premi il tasto Tab per aprire la finestra di dialogo Component Properties.
4. Nella sezione Properties della finestra di dialogo, inserisci Designator R1.
5. Abilita la casella di controllo Visible per il campo Comment.
6. Assicurati che il modello di footprint sia impostato su RESC0805(2012)_N. Utilizzando il menu a discesa accanto al nome del modello, vedrai che a questo componente sono associati tre modelli di footprint: IPC Low Density (_M), IPC Medium Density (_N) e IPC High Density (_L). Il footprint selezionato verrà trasferito al PCB durante la sincronizzazione del progetto.
7. Lascia tutti gli altri campi ai valori predefiniti, quindi fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo; il resistore seguirà il cursore.
8. Premi Spacebar per ruotare il componente con incrementi di 90° finché non ha l'orientamento corretto.
9. Posiziona il resistore sopra e a sinistra della base di Q1 (fai riferimento al diagramma schematico mostrato in precedenza), quindi fai clic su left mouse button oppure premi Enter per posizionare il componente.
10. Successivamente posiziona l'altro resistore da 100k, R2, sopra e a destra della base di Q2. Il designatore verrà incrementato automaticamente quando posizioni il secondo resistore.
11. Esci dalla modalità di posizionamento dei componenti facendo clic su right mouse button oppure premendo il tasto ESC. Il cursore tornerà a essere una freccia standard.
12. I due resistori rimanenti, R3 e R4, hanno un valore di 1K; cerca un resistore 1K 5% 0805 adatto nel pannello Vaults .
13. Questa ricerca restituirà tutti i resistori i cui valori iniziano con 1K, inclusi 1K1, 1K2, 1K3, ecc. Utilizzando il campo Description, fai clic nei risultati della ricerca per aprire il resistore 1K 5% 0805, quindi right-click e Place esso. 
14. Utilizzando i passaggi appena descritti, imposta Designator su R3, abilita la visibilità di Comment e imposta il modello di footprint su RESC0805(2012)_N.
15. Posiziona R3 direttamente sopra il collettore di Q1, quindi posiziona R4 direttamente sopra il collettore di Q2 come mostrato nell'immagine sopra.
16. Right-click oppure premi ESC per uscire dalla modalità di posizionamento dei componenti.

Finding and Placing the Capacitors:

1. Torna al pannello Vaults e cerca un condensatore 22nF 16V 0805 adatto. La ricerca restituirà un certo numero di condensatori potenziali. Fai clic sull'elemento CMP-1036-04042-1 da utilizzare in questo progetto.
2. Right-click sul numero di elemento del condensatore, quindi seleziona Place CMP-1036-04042-1 dal menu.
3. Mentre il resistore segue ancora il cursore, premi il tasto Tab per aprire la finestra di dialogo Component Properties.
4. Nella sezione Properties della finestra di dialogo, inserisci Designator C1.
5. Abilita la casella di controllo Visible per il campo Comment.
6. Assicurati che il modello di footprint sia impostato su CAPC0805(2012)145_N.
7. Lascia tutti gli altri campi ai valori predefiniti, quindi fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo. Il condensatore seguirà il cursore.
8. Premi Spacebar per ruotare il componente con incrementi di 90° finché non ha l'orientamento corretto.
9. Posiziona il condensatore sopra i transistor ma sotto i resistori (fai riferimento al diagramma schematico mostrato in precedenza), quindi fai clic su left mouse button oppure premi Enter per posizionare il componente.
10. Posiziona e colloca il condensatore C2.
11. Right-click oppure premi Esc per uscire dalla modalità di posizionamento.

Finding and Placing the Connector:

1. L'ultimo componente da posizionare è il connettore, che si trova in Miscellaneous Connectors.IntLib. Questa libreria integrata normalmente è già installata. In caso contrario, installala e poi selezionala nella parte superiore del pannello Libraries.
2. Il connettore è un header a due pin; digita header nel campo filtro del pannello Libraries . Nota che il carattere jolly * non viene utilizzato per questa ricerca, poiché stai cercando solo componenti che iniziano con la stringa header. Se il carattere jolly viene incluso all'inizio della stringa di ricerca, verranno restituiti tutti i componenti che hanno la stringa header in qualsiasi punto del nome o della descrizione.
3. Seleziona Header 2 dall'elenco, quindi fai clic sul pulsante Place.
4. Mentre segue il cursore, premi Tab per modificare gli attributi; imposta Designator su Y1 e verifica che il modello di footprint PCB sia HDR1X2.
5. Prima di posizionare il connettore, premi X per capovolgerlo orizzontalmente in modo che abbia l'orientamento corretto. Fai clic per posizionare il connettore sullo schema come mostrato nell'immagine sopra.
6. Right-click oppure premi Esc per uscire dalla modalità di posizionamento dei componenti.
7. Salva lo schema (Ctrl+S).

Ora hai posizionato tutti i componenti. Nota che i componenti mostrati nell'immagine sopra sono distanziati in modo da lasciare ampio spazio per collegare un filo a ciascun pin del componente. Questo è importante perché non puoi posizionare un filo attraverso la parte inferiore di un pin per raggiungere un pin oltre esso. Se lo fai, entrambi i pin si collegheranno al filo. Se devi spostare un componente, fai clic e tieni premuto sul corpo del componente, quindi trascina il mouse per riposizionarlo.

Cablaggio del circuito

Il cablaggio è il processo di creazione della connettività tra i vari componenti del circuito. Per cablare lo schema, fai riferimento allo schizzo del circuito e all'animazione mostrata di seguito.

Usa lo strumento Wiring per cablare il circuito.

Wiring the schematic:

1. Per assicurarti di avere una buona visuale del foglio dello schema, premi il tasto PgUp per aumentare lo zoom oppure PgDn per ridurlo. In alternativa, tieni premuto il tasto Ctrl e fai scorrere la rotellina del mouse per aumentare/ridurre lo zoom oppure tieni premuto il pulsante Ctrl + Right Mouse e trascina il mouse verso l'alto/il basso per aumentare/ridurre lo zoom. Sono inoltre disponibili numerosi utili comandi View nel sottomenu View accessibile con il clic destro, come Fit All Objects (Ctrl+PgDn).
2. Per prima cosa, collega il pin inferiore del resistore R1 alla base del transistor Q1 nel modo seguente. Fai clic sul pulsante (Home | Circuit Elements | Wire) per entrare nella modalità di posizionamento dei fili. Il cursore cambierà in un mirino.
3. Posiziona il cursore sull'estremità inferiore di R1. Quando sarai nella posizione corretta, nella posizione del cursore apparirà un indicatore di connessione rosso (una grande croce). Questo indica che il cursore si trova su un punto di connessione elettrica valido del componente.
4. Fai clic su Left Mouse Button oppure premi Enter per fissare il primo punto del filo. Sposta il cursore e vedrai un filo estendersi dalla posizione del cursore fino al punto di ancoraggio.
5. Posiziona il cursore sulla base di Q1 finché non vedi il cursore trasformarsi in un indicatore di connessione rosso. Fai clic oppure premi Enter per collegare il filo alla base di Q1. Il cursore si sgancerà da quel filo.
6. Nota che il cursore rimane un mirino, a indicare che sei pronto per posizionare un altro filo. Per uscire completamente dalla modalità di posizionamento e tornare al cursore a freccia, dovresti Right-Click oppure premere di nuovo Esc - ma per il momento non farlo.
7. Successivamente, collega il pin inferiore di R3 al collettore di Q1. Posiziona il cursore sul pin inferiore di R3, quindi fai clic oppure premi Enter per iniziare un nuovo filo. Sposta il cursore verticalmente finché non si trova sul collettore di Q1, quindi fai clic oppure premi Enter per posizionare il segmento di filo. Anche in questo caso, il cursore si sgancerà da quel filo e rimarrai in modalità cablaggio, pronto per posizionare un altro filo.
8. Collega il resto del circuito come mostrato nell'animazione sopra.
9. Quando hai finito di posizionare tutti i fili, right-click oppure premi Esc per uscire dalla modalità di posizionamento. Il cursore tornerà a essere una freccia.

Reti ed etichette di rete

Ogni insieme di pin di componenti che hai collegato tra loro forma ora quella che viene definita una net. Ad esempio, una rete include la base di Q1, un pin di R1 e un pin di C1. A ogni rete viene assegnato automaticamente un nome generato dal sistema, basato su uno dei pin dei componenti presenti in quella rete.

Per rendere più semplice l'identificazione delle reti importanti nel progetto, puoi aggiungere etichette di rete per assegnare dei nomi. Per il circuito multivibratore, assegnerai un'etichetta alle reti 12V e GND del circuito.

Sono state aggiunte etichette di rete per completare lo schema.

Adding net labels:

1. Fai clic sul pulsante  (Home | Circuit Elements | Net Label). Apparirà un'etichetta di rete agganciata al cursore.
2. Per modificare l'etichetta di rete prima di posizionarla, premi il tasto Tab per aprire la finestra di dialogo Net Label.
3. Digita 12V nel campo Net, quindi fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo.
4. Posiziona l'etichetta di rete in modo che l'angolo inferiore sinistro dell'etichetta tocchi il filo più in alto nello schema, come mostrato nell'immagine sotto. Il cursore cambierà in una croce rossa quando l'etichetta di rete sarà posizionata correttamente per collegarsi al filo. Se la croce è grigio chiaro, significa che non verrà effettuata una connessione valida.

L'etichetta di rete nello spazio libero (immagine a sinistra) e posizionata sopra un filo (immagine a destra); nota la croce rossa.

 

5. Dopo aver posizionato la prima etichetta di rete, sarai ancora in modalità di posizionamento delle etichette di rete. Premi di nuovo il tasto Tab per modificare la seconda etichetta di rete prima di posizionarla.
6. Digita GND nel campo Net, quindi fai clic su OK per chiudere la finestra di dialogo.
7. Posiziona l'etichetta di rete in modo che la parte inferiore sinistra dell'etichetta tocchi il filo più in basso nello schema, come mostrato nell'immagine sotto. Right-click oppure premi Esc per uscire dalla modalità di posizionamento delle etichette di rete.
8. Salva lo schema e anche il progetto.

Impostazione delle opzioni del progetto

Le impostazioni specifiche del progetto vengono configurate nella finestra di dialogo Options for PCB Project, mostrata sotto (Home | Project » Options o Project | Content | Project Options). Le opzioni del progetto includono i parametri di controllo degli errori, una matrice di connettività, Class Generator, la configurazione del Comparator, la generazione ECO, i percorsi di output e le opzioni della netlist, i formati di denominazione Multi-Channel, le configurazioni di stampa predefinite, i percorsi di ricerca e i parametri a livello di progetto. Queste impostazioni vengono utilizzate quando compili il progetto.

Gli output del progetto, come gli output di assemblaggio, di fabbricazione e i report, vengono configurati dalla scheda Outputs della barra multifunzione. Anche queste impostazioni vengono memorizzate nel file di progetto, così sono sempre disponibili per questo progetto. Vedi Documentation Outputs per ulteriori informazioni.

Controllo delle proprietà elettriche dello schema

I diagrammi schematici sono più di semplici disegni: contengono informazioni sulla connettività elettrica del circuito. Puoi utilizzare questa consapevolezza della connettività per verificare il progetto. Quando compili un progetto, il software controlla la presenza di errori in base alle regole impostate nelle schede Error Reporting e Connection Matrix della finestra di dialogo Options for Project. Quando compili il progetto, eventuali violazioni rilevate verranno visualizzate nel pannello Messages .

Impostazione della segnalazione degli errori

La scheda Error Reporting nella finestra di dialogo Options for Project viene utilizzata per impostare i controlli di stesura del progetto. Le impostazioni Report Mode mostrano il livello di gravità di una violazione. Se desideri modificare un'impostazione, fai clic su un Report Mode accanto alla violazione che vuoi modificare e scegli il livello di gravità dall'elenco a discesa. Per questa esercitazione useremo le impostazioni predefinite di questa scheda.

Impostazione della matrice di connessione

Quando il progetto viene compilato, in memoria viene costruito un elenco dei pin in ciascuna rete. Viene rilevato il tipo di ciascun pin (ad esempio input, output, passivo, ecc.), quindi ogni rete viene controllata per verificare se ci sono tipi di pin che non dovrebbero essere collegati tra loro, per esempio un pin di output collegato a un altro pin di output. La scheda Connection Matrix della finestra di dialogo Options for Project è il punto in cui configuri quali tipi di pin possono essere collegati tra loro. Ad esempio, osserva le voci sul lato destro del diagramma della matrice e trova Output Pin. Scorri lungo questa riga della matrice finché non trovi la colonna Open Collector Pin. Il quadrato nel punto in cui si intersecano è arancione, a indicare che un pin di output collegato a un pin Open Collector nel tuo schema genererà una condizione di errore quando il progetto verrà compilato.

Puoi impostare ogni tipo di errore con un livello di errore separato, ad esempio da nessuna segnalazione a errore fatale. Fai clic su un quadrato colorato per modificare l'impostazione; continua a fare clic per passare al livello di controllo successivo. Imposta la matrice in modo che Unconnected Passive Pin generi un Error, come mostrato nell'immagine sotto.

La matrice di connessione definisce quali condizioni elettriche vengono verificate nello schema; si noti che l’impostazione Unconnected - Passive Pin viene modificata.

Changing the Connection Matrix:

1. Per modificare una delle impostazioni, fare clic sulla casella colorata; scorrerà ciclicamente tra le quattro impostazioni possibili. Si noti che è possibile right-click nell’area della matrice per visualizzare un menu che consente di attivare/disattivare simultaneamente tutte le impostazioni, inclusa un’opzione per ripristinarle tutte al loro stato Default (utile se sono state modificate varie impostazioni e non si ricorda più il loro stato predefinito).
2. Il circuito contiene solo pin passivi (su resistori, condensatori e connettore) e pin di ingresso (sui transistor). Modifichiamo questa impostazione in modo che la matrice di connessione rilevi i pin passivi non connessi. Individuare la riga Passive Pin sulla destra. Scorrere le etichette delle colonne fino a trovare Unconnected. Il quadrato nel punto in cui queste voci si intersecano indica la condizione di errore quando un passive pin risulta essere unconnected nello schema. L’impostazione predefinita è verde, a indicare che non verrà generato alcun report.
3. Fare clic su questa casella di intersezione finché non diventa Orange (come mostrato nell’immagine sopra), in modo che venga generato un errore per i pin passivi non connessi quando il progetto viene compilato. In seguito nel tutorial si creerà intenzionalmente un’istanza di questo errore per verificarlo.

Impostazione del Comparator

La scheda Comparator nella finestra di dialogo Options for Project imposta quali differenze tra i file verranno segnalate o ignorate quando un progetto viene compilato. In generale, l’unico caso in cui sarà necessario modificare le impostazioni in questa scheda è quando si aggiungono ulteriori dettagli al PCB, come le regole di progettazione, e non si desidera che tali impostazioni vengano rimosse durante la sincronizzazione del progetto. Se è necessario un controllo più dettagliato, è possibile controllare selettivamente il comparator usando le singole impostazioni di confronto.

Per questo tutorial, è sufficiente confermare che l’opzione Ignore Rules Defined in PCB Only  sia abilitata.

Compilazione del progetto per verificare gli errori

La compilazione di un progetto verifica la presenza di errori di disegno e di regole elettriche nei documenti di progetto e riporta tutti gli avvisi e gli errori nel pannello Messages . Sono state impostate le regole nelle schede Error Checking e Connection Matrix della finestra di dialogo Options for Project e ora si è pronti per controllare il progetto.

Per compilare il progetto e verificare la presenza di errori, selezionare Home | Project » Compile.

Usare il pannello Messages per individuare e risolvere gli errori di progettazione; fare doppio clic su un errore per centrare e ingrandire l’oggetto corrispondente.

Compiling and checking for errors:

1. Per compilare il progetto Multivibrator, selezionare Home | Project | Project » Compile.
2. Quando il progetto viene compilato, tutti gli avvisi e gli errori vengono visualizzati nel pannello Messages . Il pannello apparirà automaticamente solo se vengono rilevati errori (non quando sono presenti solo avvisi). Per aprirlo manualmente, fare clic su View | System | Messages.
3. Se il circuito è disegnato correttamente, il pannello Messages non dovrebbe contenere errori, ma solo il messaggio Compile successful, no errors found. Se sono presenti errori, esaminarli uno per uno, controllando il circuito e assicurandosi che tutti i cablaggi e le connessioni siano corretti.

4. Ora si introdurrà deliberatamente un errore nel circuito e si ricompilerà il progetto:

5. Fare clic sulla scheda Multivibrator.SchDoc nella parte superiore della finestra di progettazione per rendere il foglio schematico il documento attivo.
6. Fare clic al centro del filo che collega R1 al filo di base di Q1. A ciascuna estremità del filo appariranno piccoli quadrati di modifica e il colore di selezione verrà visualizzato come una linea tratteggiata lungo il filo per indicare che è selezionato. Premere il tasto Delete sulla tastiera per eliminare il filo.
7. Ricompilare il progetto (Home | Project | Project » Compile) per verificare la presenza di errori. Il pannello Messages visualizzerà messaggi di avviso che indicano la presenza di pin non connessi nel circuito.
8. Il pannello Messages è diviso orizzontalmente in due aree, come mostrato nell’immagine sopra. L’area superiore elenca tutti i messaggi, che possono essere salvati, copiati, raggiunti con cross probe o cancellati tramite il menu right-click. L’area inferiore riporta i dettagli dell’avviso/errore attualmente selezionato nell’area superiore del pannello.
9. Quando si fa doppio clic su un errore o un avviso in una delle due aree del pannello Messages , la vista dello schema verrà centrata e ingrandita sull’oggetto con l’errore.

10. Prima di terminare questa sezione del tutorial, correggiamo l’errore nello schema.

11. Rendere il foglio schematico il documento attivo.
12. Annullare l’azione di eliminazione (Ctrl+Z) per ripristinare il filo eliminato.
13. Per verificare che non vi siano più errori, ricompilare il progetto (Home | Project | Project » Compile). Il pannello Messages non dovrebbe mostrare errori.
14. Salvare anche lo schema e il file di progetto.

Creazione di un nuovo PCB

Prima di trasferire il progetto dall’Editor degli schemi all’Editor PCB, è necessario creare il PCB vuoto, assegnargli un nome e salvarlo come parte del progetto.

Il PCB vuoto è stato aggiunto al progetto.

Adding a New Board to the Project:

1. Un nuovo PCB può essere aggiunto al progetto usando il comando Home | Project | Project » Add new PCB.

2. Il PCB apparirà come Source Document nel progetto, come mostrato di seguito. Right-click sull’icona del PCB nel pannello Projects per selezionare il comando Save As e assegnargli il nome Multivibrator.CSPcbDoc. Si noti che non è necessario inserire l’estensione del file nella finestra di dialogo Save As; verrà aggiunta automaticamente.

3. L’aggiunta del PCB ha modificato il progetto. Salvare il progetto (right-click sul nome file del progetto nel pannello Projects , quindi selezionare Save Project).

Configurazione della forma e della posizione della scheda

Ci sono diversi attributi di questa scheda vuota che devono essere modificati prima di trasferire il progetto dall’editor degli schemi, tra cui:

Attività	Procedura
Impostazione dell’origine	L’editor PCB ha due origini: l’Origine assoluta, che si trova nell’angolo inferiore sinistro dell’area di lavoro, e l’Origine relativa definibile dall’utente, usata per determinare la posizione corrente nell’area di lavoro. Un approccio comune consiste nell’impostare l’Origine relativa nell’angolo inferiore sinistro della forma della scheda. L’origine si imposta nella sezione Grids and Units della scheda Home sulla barra multifunzione.
Passaggio dalle unità imperiali a quelle metriche	Le unità correnti dell’area di lavoro sono visualizzate nella barra di stato, mostrata in basso a sinistra dell’area di lavoro, e anche nella sezione Grids and Units della scheda Home sulla barra multifunzione. Per questo tutorial verranno usate unità metriche; per cambiare unità, premere Q sulla tastiera per passare alternativamente tra unità imperiali e metriche oppure fare clic sul pulsante  sulla barra multifunzione.
Selezione di una griglia di snap adatta	Si sarà notato che la griglia di snap corrente è 0,127 mm, che corrisponde alla vecchia griglia imperiale da 10 mil convertita in metrica. Per modificare la griglia di snap in qualsiasi momento, selezionare o digitare un nuovo valore nell’impostazione Snap Grid nella sezione Home | Grids and Units della barra multifunzione. Poiché si sta per definire la dimensione complessiva della scheda, è possibile usare una griglia molto grossolana; inserire un valore di . Le griglie verranno trattate più in dettaglio più avanti nel tutorial.
Ridefinizione della forma della scheda alla dimensione richiesta	La forma della scheda è mostrata dalla regione nera con una griglia al suo interno. La dimensione predefinita per una nuova scheda è 4x4 pollici; la scheda del tutorial è 30 mm x 30 mm. I dettagli del processo per definire una nuova forma della scheda sono riportati di seguito.
Configurazione dei layer usati nel progetto	Oltre ai layer di rame, o layer elettrici, sui quali si esegue il routing, esistono anche layer meccanici di uso generale e layer per scopi speciali come le serigrafie dei componenti, la solder mask, la paste mask, ecc. I layer elettrici e gli altri layer verranno configurati a breve.

Setting the Origin and the Grid:

1. Nel software vengono usate due origini: l’Origine assoluta, che si trova nell’angolo inferiore sinistro dell’area di lavoro, e l’Origine relativa definibile dall’utente, usata per determinare la posizione corrente nell’area di lavoro. Prima di impostare l’origine, continuare a ingrandire l’angolo inferiore sinistro della forma attuale della scheda finché non si riesce a vedere chiaramente la griglia. Per farlo, posizionare il cursore sull’angolo inferiore sinistro della forma della scheda, quindi premere PgUp finché non sono visibili sia la griglia grossolana sia quella fine, come mostrato nelle immagini seguenti.
2. Per impostare l’Origine relativa, selezionare Home | Grids and Units | Origin » Set, posizionare il cursore sull’angolo inferiore sinistro della forma della scheda, quindi fare clic con il pulsante sinistro per impostarla.

Selezionare il comando, posizionare il cursore sull’angolo inferiore sinistro della forma della scheda (immagine a sinistra), quindi fare clic per definire l’origine (immagine a destra).

3. Il passaggio successivo consiste nel selezionare una griglia di aggancio adatta, riassunta nella tabella sopra. La griglia si imposta nella sezione Grids and Units della scheda Home del Ribbon. Durante la progettazione è piuttosto comune cambiare griglia. Ad esempio, si può usare una griglia grossolana durante il posizionamento dei componenti e una più fine per il routing. Le griglie possono essere cambiate selezionando un nuovo valore dall'elenco a discesa Snap Grid oppure digitando direttamente il valore richiesto nel campo Snap Grid e premendo Enter per accettarlo.
4. Per questo tutorial userai una griglia metrica; fai clic sul pulsante per passare al sistema metrico.
5. La prima griglia che userai è 5mm; inserisci questo valore nel campo Snap Grid.

Redefining the Board Shape:

1. La forma predefinita della scheda è di 4x4 pollici. Per questo tutorial, la dimensione della scheda è 30 mm x 30 mm. 
2. Per ridurre nuovamente lo zoom e mostrare tutta l'area di lavoro attualmente in uso, fai clic su View | Zoom | Zoom All (Ctrl+PgDn). Il progetto dovrebbe apparire molto simile all'immagine di sinistra qui sotto.
3. Il passaggio successivo consiste nel modificare la forma della scheda in 30 mm x 30 mm. A questo punto puoi scegliere se ridefinire la forma della scheda (disegnandola di nuovo) oppure modificare quella esistente. Per un semplice quadrato o rettangolo, è più efficiente modificare la forma della scheda esistente. Per farlo, seleziona Home | Board | Board Shape » Edit Board Shape.

4. La visualizzazione della scheda cambierà, con la forma mostrata in verde. Le maniglie di modifica appariranno in ogni angolo e al centro di ciascun lato, come mostrato di seguito.

Tieni presente che facendo clic in un punto qualsiasi diverso da una maniglia di modifica o da un bordo della forma uscirai dalla modalità di modifica della forma della scheda.

5. L'obiettivo è ridimensionare la forma per creare una scheda da 30 mm per 30 mm. La griglia visibile grossolana è di 25 mm (5 volte la snap grid) e la griglia visibile fine è di 5 mm: verrà usata come guida. Ora puoi far scorrere verso il basso e verso l'interno i bordi superiore e destro per ottenere la dimensione corretta, oppure spostare verso l'interno tre degli angoli, lasciando quello che si trova all'origine nella posizione attuale.
6. Per far scorrere verso il basso il bordo superiore, posiziona il cursore sul bordo (ma non su una maniglia), quindi, quando il cursore cambia in una freccia a doppia punta, fai clic e tieni premuto, poi trascina il bordo nella nuova posizione in modo che la coordinata Y del cursore sia 30 mm nella barra di stato.
7. Ripeti il processo per spostare verso l'interno il bordo destro, posizionandolo quando la coordinata X del cursore è 30 mm nella barra di stato.

Usa le informazioni sulla posizione corrente della griglia in basso a sinistra nella barra di stato come guida mentre rimodelli la scheda.

La forma della scheda è stata ridimensionata a 30 mm x 30 mm, come indicato dalle posizioni correnti della griglia mostrate nella barra di stato.

8. Fai clic in un punto qualsiasi dell'area di lavoro per uscire dalla modalità di modifica della forma della scheda.
9. Salva la scheda.

Trasferimento del progetto

Il processo di trasferimento di un progetto dalla fase di acquisizione alla fase di layout della scheda viene avviato usando il comando Update (Home | Project | Project » Update PCB Document Multivibrator.CSPcbDoc) nel Ribbon dell'editor schematico (oppure Home | Project | Project » Import Changes from Multivibrator.PrjPcb dal Ribbon dell'editor PCB).

Quando esegui questo comando, il progetto viene compilato e viene creato un insieme di Engineering Change Orders che:

• Elenca tutti i componenti usati nel progetto e il footprint richiesto per ciascuno. Quando gli ECO vengono eseguiti, il software tenterà di individuare ogni footprint nelle librerie disponibili o nel Content Vault disponibile e di posizionarlo nell'area di lavoro PCB. Se il footprint non è disponibile, si verificherà un errore.
• Viene creato un elenco di tutte le net (pin dei componenti collegati) nel progetto. Quando gli ECO vengono eseguiti, il software aggiungerà ogni net al PCB e poi tenterà di aggiungere i pin che appartengono a ciascuna net. Se un pin non può essere aggiunto, si verificherà un errore: questo accade più spesso quando il footprint non è stato trovato oppure i pad del footprint non corrispondono ai pin del simbolo.
• Vengono quindi trasferiti dati di progetto aggiuntivi, come le classi di net e di componenti.

Transferring the design from schematic capture to PCB layout:

1. Assicurati che Multivibrator.SchDoc sia il documento attivo.

2. Seleziona Home | Project | Project » Update PCB Document Multivibrator.CSPcbDoc dal Ribbon. Il progetto verrà compilato e si aprirà la finestra di dialogo Engineering Change Order.

Viene creato un ECO per ogni modifica che deve essere apportata al PCB affinché corrisponda allo schema.

3. Fai clic su Validate Changes. Se tutte le modifiche vengono convalidate, accanto a ciascuna modifica nell'elenco Status apparirà un segno di spunta verde. Se le modifiche non vengono convalidate, chiudi la finestra di dialogo, controlla il pannello Messages e risolvi eventuali errori.
4. Fai clic su Execute Changes per inviare le modifiche all'editor PCB.
5. Al completamento, il PCB di destinazione si apre con la finestra di dialogo Engineering Change Order sopra di esso e le voci della colonna Done risultano selezionate, come mostrato nell'immagine qui sotto.
6. Fai clic per Close la finestra di dialogo e completare il processo di trasferimento.

7. I componenti saranno stati posizionati all'esterno della scheda, pronti per essere collocati sulla scheda. Prima di iniziare il processo di posizionamento dei componenti, ci sono alcuni passaggi da eseguire, come la configurazione della griglia di posizionamento, dei layer e delle regole di progettazione.

Puoi creare un report degli ECO facendo clic sul pulsante Report Changes nella finestra di dialogo Engineering Change Order.

Impostazione dell'area di lavoro PCB

Una volta eseguiti tutti gli ECO, i componenti e le net appariranno nell'area di lavoro PCB a destra del contorno della scheda.

Prima di iniziare a posizionare i componenti sulla scheda, dobbiamo configurare alcune impostazioni dell'area di lavoro PCB e della scheda, come i layer, le griglie e le regole di progettazione.

Configurazione della visualizzazione dei layer

Oltre ai layer usati per fabbricare la scheda, inclusi layer di segnale, piani di alimentazione, layer di maschera e serigrafia, il PCB Editor supporta anche numerosi altri layer non elettrici. I layer sono spesso raggruppati nel modo seguente:

• Electrical layers - include i 32 layer di segnale e i 16 layer interni di piano di alimentazione.
• Mechanical layers - ci sono 32 layer meccanici di uso generale, utilizzati per attività di progettazione come quote, dettagli di fabbricazione, istruzioni di assemblaggio o attività speciali, come i layer per i punti colla. Questi layer possono essere inclusi selettivamente nella stampa e nella generazione dell'output Gerber. Possono anche essere accoppiati, il che significa che gli oggetti posizionati su uno dei layer accoppiati nell'editor di libreria verranno ribaltati sull'altro layer della coppia quando il componente viene capovolto sul lato inferiore della scheda.
• Special layers - questi includono i layer di serigrafia superiore e inferiore, i layer di solder mask e paste mask, i layer di foratura, il layer Keep-Out (usato per definire i limiti elettrici), il multilayer (usato per pad e via multilayer), il layer di connessione, il layer degli errori DRC, i layer della griglia, i layer dei fori e altri layer di tipo visualizzazione.

Gli attributi di visualizzazione di tutti i layer sono configurati nella finestra di dialogo View Configurations. Per aprire la finestra di dialogo:

• Seleziona View | View | Switch to 3D » View Configurations » View Configuration oppure
• Fai clic sull'icona del layer corrente in basso a sinistra dell'area di lavoro.

Oltre allo stato di visualizzazione dei layer e alle impostazioni dei colori, la finestra di dialogo View Configurations consente anche di accedere ad altre impostazioni di visualizzazione, tra cui:

• Come viene visualizzato ciascun tipo di oggetto (pieno, bozza o nascosto) nella scheda Show/Hide della finestra di dialogo.
• Varie opzioni di visualizzazione, ad esempio se i nomi Pad Net e i Pad Numbers devono essere mostrati, il Origin Marker, se i Special Strings devono essere convertiti, ecc. Queste opzioni sono configurate nella scheda View Options della finestra di dialogo.

Configuring the Layer Visibility:

1. Apri la finestra di dialogo View Configurations (View | View | Switch to 3D » View Configurations » View Configuration).
2. Nella scheda Board Layers And Colors, verifica che i due layer di segnale siano visibili.
3. Tieni presente che questa finestra di dialogo è il punto in cui controlli la visualizzazione dei layer di maschera, dei layer di serigrafia e dei layer di sistema, come DRC e griglie.
4. Per avere meno "disordine" visivo durante il posizionamento e il routing, disattiva la visualizzazione dei layer meccanici, di tutti i layer di maschera e dei layer Drill Guide e Drill Drawing.
5. Passa alla scheda View Options.
6. Verifica che l'opzione Show Pad Nets sia abilitata e che Net Names on Tracks Display sia impostato su Single and Centered.
7. Fai clic su OK per accettare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo.

Layer fisici e Layer Stack Manager

Oltre ai layer di segnale e ai piani di alimentazione (rame pieno), il PCB Editor include layer fisici di solder mask e serigrafia: tutti questi vengono fabbricati per realizzare la scheda fisica. La disposizione di questi layer è indicata come Layer Stack. Lo stack dei layer viene configurato nel Layer Stack Manager. Fai clic su Home | Board | Layer Stack Manager per aprire la finestra di dialogo.

La finestra di dialogo Layer Stack Manager viene usata per:

• Aggiungere/rimuovere layer di segnale e piani di alimentazione.
• Aggiungere/rimuovere layer dielettrici.
• Modificare l’ordine dei layer.
• Configurare il tipo Material per i layer non in rame.
• Impostare il Thickness, Dielectric Material e Dielectric Constant del layer.
• Definire il valore di Pullback (distanza dal bordo del piano al bordo della scheda) per i layer piano.
• Definire l’orientamento dei componenti per quel layer (funzionalità avanzata disponibile in alcuni prodotti Altium).

Il PCB del tutorial è un progetto semplice e può essere sbrogliato come scheda a singola faccia o a doppia faccia. Gli spessori dei layer mostrati di seguito sono stati modificati per utilizzare valori metrici sensati.

Configuring the board layer stack:

1. Aprire il Layer Stack Manager. Per una nuova scheda, lo stack predefinito comprende: un core dielettrico, due layer di rame, oltre ai layer di solder mask (coverlay) superiore e inferiore e ai layer di overlay (serigrafia), come mostrato nell’immagine sopra.
2. I nuovi layer e piani vengono aggiunti sotto il layer attualmente selezionato, operazione eseguibile tramite il pulsante Add Layer o il menu contestuale.
3. Le proprietà del layer, come materiale, spessore del rame e proprietà dielettriche, vengono incluse quando viene inserito un Layer Stack Table e sono utilizzate anche per l’analisi dell’integrità del segnale. Fare doppio clic in una cella per configurare tale impostazione. Ad esempio, le impostazioni di Thickness mostrate nell’immagine seguente sono state leggermente modificate con valori metrici più adatti.
4. Quando si è terminata l’esplorazione delle opzioni dello stack dei layer, ripristinare i valori a quelli mostrati nell’immagine seguente, quindi fare clic su OK per chiudere la finestra di dialogo.

Griglia imperiale o metrica?

Il passaggio successivo consiste nel selezionare una griglia adatta al posizionamento e allo sbroglio dei componenti. Tutti gli oggetti posizionati nell’area di lavoro PCB vengono collocati sulla griglia di aggancio corrente.

Tradizionalmente, la griglia veniva selezionata in base al passo dei pin dei componenti e alla tecnologia di sbroglio prevista per la scheda, cioè quanto devono essere larghe le piste e quale distanza è necessaria tra le piste. L’idea di base è avere sia le piste sia le distanze il più ampie possibile per ridurre i costi e migliorare l’affidabilità. In definitiva, la scelta di pista/distanza è determinata da ciò che è realizzabile in ciascun progetto, il che dipende da quanto strettamente devono essere compattati componenti e sbroglio per riuscire a posizionare e sbrogliare la scheda.

Nel tempo, i componenti e i loro pin si sono ridotti drasticamente di dimensioni, così come la spaziatura dei pin. Le dimensioni dei componenti e la spaziatura dei loro pin sono passate dall’essere prevalentemente imperiali con pin passanti all’essere più spesso metriche con pin per montaggio superficiale. Se si sta iniziando un nuovo progetto di scheda, salvo motivi validi, come progettare una scheda sostitutiva da inserire in un prodotto esistente (imperiale), è preferibile lavorare in metrica.

Perché?

Perché i componenti più vecchi, imperiali, hanno pin grandi con molto spazio tra loro. Al contrario, i piccoli dispositivi a montaggio superficiale sono realizzati usando misure metriche: sono quelli che richiedono un elevato livello di accuratezza per garantire che il prodotto fabbricato/assemblato/funzionante operi correttamente e sia affidabile. Inoltre, l’editor PCB può gestire facilmente lo sbroglio verso pin fuori griglia, quindi lavorare con componenti imperiali non è gravoso.

Impostazioni di griglia adatte

Per un progetto come questo semplice circuito del tutorial, impostazioni pratiche di griglia e regole di progettazione potrebbero essere:

Impostazione	Valore	Dove
Larghezza di sbroglio	0.25 mm	Regola di progettazione Routing Width
Distanza	0.25 mm	Regola di progettazione Electrical Clearance
Griglia di definizione della scheda	5 mm	Cartesian Grid Editor
Griglia di posizionamento componenti	1 mm	Cartesian Grid Editor
Griglia di sbroglio	0.25 mm	Cartesian Grid Editor
Dimensione via	1 mm	Regola di progettazione Routing Via Style
Foro via	0.6 mm	Regola di progettazione Routing Via Style

Questa griglia di sbroglio è scelta non solo per consentire di posizionare le piste il più vicino possibile rispettando comunque la distanza; l’editor PCB gestisce questo automaticamente. Lo scopo di impostare la griglia uguale a, o come frazione di, pista+distanza non è solo garantire il rispetto della distanza, ma anche assicurare che le piste siano posizionate in modo da non sprecare spazio potenziale di sbroglio, cosa che può facilmente accadere se si usa una griglia molto fine.

Impostazione della griglia di aggancio

Il valore della griglia di aggancio può essere configurato direttamente nella scheda Home della barra multifunzione, oppure nella finestra di dialogo Cartesian Grid Editor (Home | Grids and Units | Properties).

Impostare Snap Grid su 1 mm, in preparazione al posizionamento dei componenti.

Defining the component placement snap grid:

1. Fare clic su Home | Grids and Units | Properties per aprire la finestra di dialogo Cartesian Grid Editor . È anche possibile accedere direttamente alla finestra di dialogo Cartesian Grid Editor usando i tasti di scelta rapida Ctrl+G.
2. Digitare il valore 1mm nel campo Step X. Poiché i campi X e Y sono collegati, non è necessario definire il valore Step Y.
3. Per rendere visibile la griglia a livelli di zoom inferiori, impostare Multiplier su 5x Grid Step. Per rendere più facile distinguere tra le due griglie, impostare la griglia Fine in modo che venga visualizzata come Dots di colore più chiaro.
4. Fare clic su OK per chiudere la finestra di dialogo.

Impostazione delle regole di progettazione

Main article: Riferimenti alle regole di progettazione PCB

L’editor PCB è un ambiente guidato da regole, il che significa che mentre si eseguono azioni che modificano il progetto, come posizionare piste, spostare componenti o eseguire l’autorouting della scheda, il software monitora ogni azione e verifica se il progetto continua a rispettare le regole di progettazione. In caso contrario, l’errore viene immediatamente evidenziato come violazione. Impostare le regole di progettazione prima di iniziare a lavorare sulla scheda consente di rimanere concentrati sull’attività di progettazione, con la certezza che eventuali errori di progetto verranno immediatamente segnalati.

Le regole di progettazione vengono configurate nella finestra di dialogo PCB Rules and Constraints Editor come mostrato di seguito (Home | Design Rules | Design Rules). Le regole rientrano in 6 categorie, che possono poi essere ulteriormente suddivise in tipi di regole di progettazione. Le regole coprono requisiti elettrici, di sbroglio, di mask, di piano, di produzione e di posizionamento.

Regole di progettazione Routing Width

Il progetto del tutorial include un certo numero di net di segnale e due net di alimentazione. La regola predefinita per la larghezza di sbroglio (ambito della regola All) verrà configurata a 0.25mm per le net di segnale, e verranno aggiunte altre due regole per le net di alimentazione.

Sono state definite tre regole di progettazione Routing Width: la regola con priorità più bassa si applica a tutte le net, mentre le due regole con priorità più alta si applicano alle net 12V e GND.

Configuring the Routing Width Rule for the signal nets:

1. Con il PCB come documento attivo, aprire il PCB Rules and Constraints Editor.
2. Ogni categoria di regole è visualizzata nella cartella Design Rules (lato sinistro) della finestra di dialogo. Fare doppio clic sulla categoria Routing per espanderla e visualizzare le relative regole di sbroglio. Quindi fare doppio clic su Width per visualizzare le regole di larghezza attualmente definite.
3. Fare clic una volta sulla regola Width esistente per selezionarla. Quando si fa clic sulla regola, il lato destro della finestra di dialogo mostra le impostazioni di quella regola, inclusi: il Where the Object Matches della regola (indicato anche come scope della regola, cioè ciò a cui si desidera che la regola si applichi) nella sezione superiore e i Constraints della regola sotto di esso.
4. Poiché questa regola deve applicarsi alla maggior parte delle net del progetto (le net di segnale), verificare che l’impostazione Where the Object Matches sia impostata su All.
5. Le impostazioni in questa regola sono quelle predefinite per un nuovo PCB. Modificare i valori Min Width, Preferred Width e Max Width impostandoli a 0.25mm. Si noti che le impostazioni si riflettono nei singoli layer mostrati nella parte inferiore della finestra di dialogo. È anche possibile configurare i requisiti per singolo layer.
6. La regola è ora definita. Fare clic su Apply per salvarla e mantenere aperta la finestra di dialogo.

Adding Routing Width Rules for the power nets:

1. Il passaggio successivo consiste nell’aggiungere e configurare due nuove regole di progettazione per specificare la larghezza di sbroglio per le net di alimentazione. Per aggiungere e configurare queste regole, aprire il PCB Rules and Constraints Editor.
2. Con la Width regola esistente selezionata nell’albero Design Rules a sinistra della finestra di dialogo, fai clic con il pulsante destro e seleziona New Rule per aggiungere una nuova Width regola di vincolo.

3. Viene visualizzata una nuova regola denominata Width_1. Fai clic sulla nuova regola nell’albero Design Rules per configurarne le proprietà.
4. Fai clic nel campo Name a destra e inserisci il nome Width_12V nel campo.
5. Nell’impostazione Where the Object Matches, seleziona Net dal menu a discesa, quindi scegli la net 12V dal secondo menu a discesa come mostrato di seguito.

6. L’ultimo passaggio consiste nell’impostare i Constraints per la regola. Modifica rispettivamente i valori Min Width / Preferred Width / Max Width in 0.25 / 0.5 / 0.5, per consentire larghezze di instradamento della net di alimentazione nell’intervallo da 0,25 mm a 0,5 mm, come mostrato di seguito.

7. Ripeti questa sequenza di passaggi per definire un’altra Routing Width Design Rule destinata alla net GND, con gli stessi valori Constraints. Il modo più semplice per farlo è usare il comando Duplicate Rule nel menu contestuale, quindi cambiare il Name di questa nuova regola in Width_GND e il Net in GND.
8. Fai clic su Apply per salvare le regole e mantenere aperta la finestra di dialogo.

Definizione del vincolo di distanza elettrica

Il passaggio successivo consiste nel definire quanto possono essere vicini tra loro gli oggetti elettrici che appartengono a net diverse. Questo requisito è gestito dall’Electrical Clearance Constraint. Per il tutorial, una distanza di 0.25mm tra tutti gli oggetti è adeguata. Tieni presente che l’inserimento di un valore nel campo Minimum Clearance applicherà automaticamente tale valore a tutti i campi nella regione a griglia nella parte inferiore della finestra di dialogo. Devi modificare la regione a griglia solo quando è necessario definire una distanza in base al tipo di oggetto.

Defining the Electrical Clearance Constraint:

1. Espandi la categoria Electrical nell’albero Design Rules, quindi espandi il tipo di regola Clearance .
2. Fai clic per selezionare il vincolo Clearance esistente. Nota che questa regola ha due campi Full Query, perché è una Binary rule. Il motore delle regole controlla ogni oggetto interessato dall’impostazione Where the First Object Matches e lo confronta con gli oggetti interessati dall’impostazione Where the Second Object Matches per confermare che soddisfino le impostazioni Constraints specificate. Per questo progetto, è opportuno definire un’unica distanza tra tutti gli oggetti All.
3. Nella sezione Constraints della finestra di dialogo, imposta Minimum Clearance su 0.25mm.
4. Fai clic su Apply per salvare la regola e mantenere aperta la finestra di dialogo.

Definizione dello stile delle via di instradamento

Se inserisci una via dalla Ribbon, i suoi valori sono definiti dalle impostazioni primitive predefinite integrate. Durante l’instradamento e il cambio di layer, viene aggiunta automaticamente una via. In questa situazione, le proprietà della via sono definite dalla regola di progettazione Routing Via Style applicabile.

Defining the Routing Via Style Design Rule:

1. Espandi la categoria Routing nell’albero Design Rules, quindi seleziona la regola di progettazione predefinita RoutingVias sotto Routing Via Style.
2. Poiché è molto probabile che le net di alimentazione possano essere instradate su un solo lato della scheda, non è necessario definire una regola Routing Via Style per le net di segnale e un’altra per le net di alimentazione. Modifica le impostazioni della regola con i valori suggeriti in precedenza nel tutorial, cioè Via Diameter = 1mm e Via Hole Size = 0.6mm. Imposta tutti i campi (Minimum, Maximum, Preferred) sulla stessa dimensione. Tieni presente che puoi premere Tab sulla tastiera per passare da un campo della finestra di dialogo al successivo.
3. Fai clic su OK per chiudere PCB Rules and Constraints Editor.
4. Salva il file PCB.

Violazione esistente delle regole di progettazione

Potresti aver notato che i pad del transistor mostrano una violazione. Fai clic con il pulsante destro su una violazione e seleziona Violations nel menu contestuale. I dettagli mostrano che c’è una:

• violazione del Clearance Constraint
• Tra un pad sul MultiLayer e un pad sul MultiLayer
• Dove la distanza è 0,22 mm, inferiore al valore specificato di 0,25 mm

Posizionamento dei componenti sul PCB

Si dice che la progettazione PCB sia per il 90% posizionamento e per il 10% instradamento. Sebbene si possa discutere sulla percentuale di ciascuno, è generalmente accettato che un buon posizionamento dei componenti sia fondamentale per una buona progettazione della scheda. Tieni presente che potrebbe essere necessario ottimizzare il posizionamento anche durante l’instradamento.

Opzioni di posizionamento e collocazione dei componenti

Il comportamento predefinito quando si sposta un componente è tenerlo dal punto di riferimento (opzione Snap To Center) definito nell’editor PCB Library, anziché dal punto in cui hai fatto clic. L’opzione Smart Component Snap ti consente di ignorare questo comportamento e agganciarti al pad del componente più vicino, il che è utile quando devi posizionare un pad specifico in una posizione specifica.

Setting the component positioning options:

1. Seleziona File » System Preferences per aprire la finestra di dialogo Preferences.
2. Apri la pagina PCB Editor - General della finestra di dialogo; nella sezione Editing Options, assicurati che l’opzione Snap To Center sia abilitata. Questo garantisce che quando “afferri” un componente per posizionarlo, il cursore terrà il componente dal suo punto di riferimento.
3. Nota l’opzione Smart Component Snap. Se è abilitata, puoi forzare il software ad agganciarsi al centro di un pad invece che al punto di riferimento facendo clic e tenendo premuto più vicino al pad richiesto che al punto di riferimento del componente. Questo è molto utile se hai bisogno che un pad specifico si trovi su uno specifico punto della griglia. Tuttavia, può essere controproducente se lavori con piccoli componenti a montaggio superficiale, perché può rendere più difficile “afferrarli” dal loro punto di riferimento.

Posizionamento dei componenti

Ora puoi posizionare i componenti in posizioni adatte sulla scheda.

Per spostare un componente:

• Click and Hold fai clic con il pulsante sinistro del mouse sul componente, spostalo nella posizione desiderata, quindi rilascia il pulsante del mouse per posizionarlo, oppure
• esegui il comando Tools | Arrange | Move » Component, quindi fai clic una volta per selezionare un componente, spostalo nella posizione desiderata, quindi fai di nuovo clic per posizionarlo. Quando hai finito, fai clic con il pulsante destro per uscire dal comando Move Component.

Componenti posizionati sulla scheda.

Positioning the components:

1. Esegui lo zoom per visualizzare la scheda e il componente. Un modo per farlo è ridurre lo zoom (PgDn) in modo che la scheda e i componenti siano tutti visibili, right-click e scegliere View » View Area, quindi fare clic per definire l’angolo superiore sinistro e quello inferiore destro dell’area esatta che vuoi visualizzare.
2. I componenti verranno posizionati sulla Snap Grid corrente. Per un progetto semplice come questo, non ci sono requisiti di progettazione specifici che impongano quale griglia di posizionamento usare. Come progettista, sei tu a decidere quale sia una griglia di posizionamento adatta. Per semplificare il processo di posizionamento dei componenti, puoi lavorare con una griglia di posizionamento grossolana, ad esempio 1 mm. Verifica che Snap Grid sia impostato su 1mm nella scheda Home della Ribbon.
3. I componenti del tutorial possono essere posizionati come mostrato nell’immagine sopra. Per posizionare il connettore Y1, porta il cursore al centro del contorno del connettore, quindi Click-and-Hold il pulsante sinistro del mouse. Il cursore cambierà in un mirino e salterà al punto di riferimento del componente. Continuando a tenere premuto il pulsante del mouse, sposta il mouse per trascinare il componente.
4. Posiziona il footprint verso il lato sinistro della scheda (assicurandoti che l’intero componente rimanga entro il bordo della scheda) come mostrato nella figura sopra.
5. Quando il componente connettore è in posizione, rilascia il pulsante del mouse per fissarlo in posizione. Nota come le linee di connessione si trascinano insieme al componente.
6. Riposiziona i componenti rimanenti usando la figura sopra come guida. Usa il Spacebar per ruotare i componenti (con incrementi di 90º in senso antiorario) mentre li trascini, in modo che le linee di connessione risultino come mostrato nella figura.
7. Anche il testo dei componenti può essere riposizionato in modo simile: fai clic e trascina il testo, quindi premi il Spacebar per ruotarlo.
8. L'editor PCB include anche potenti strumenti di posizionamento interattivo. Usiamoli per assicurarci che le quattro resistenze siano correttamente allineate e spaziate.
9. Tenendo premuto il tasto Shift, fai clic su ciascuna delle quattro resistenze per selezionarle oppure fai clic e trascina il riquadro di selezione attorno a tutte e quattro. Attorno a ciascuno dei componenti selezionati verrà visualizzato un riquadro di selezione ombreggiato nel colore impostato per il colore di sistema Selections (impostato nella finestra di dialogo 2D System Colors ).
10. Fai clic con il pulsante destro su uno qualsiasi dei componenti selezionati, quindi scegli Align » Align per aprire la finestra di dialogo Align Objects.
11. Seleziona Space Equally nella sezione Horizontal e Bottom nella sezione Vertical ; fai clic su OK per applicare queste modifiche. Le quattro resistenze ora sono allineate (con il componente più in basso) ed equidistanti.

 

12. Fai clic in un altro punto della finestra di progettazione per deselezionare tutte le resistenze. Se necessario, puoi anche allineare i condensatori e i transistor, anche se potrebbe non essere necessario poiché al momento hai una Snap Grid grossolana.

Con tutto posizionato, è il momento di eseguire un po' di routing!

Routing interattivo della scheda

Il routing è il processo di posa di piste e via sulla scheda per collegare i pin dei componenti. L'editor PCB semplifica questo lavoro fornendo sofisticati strumenti di routing interattivo, oltre all'autorouter topologico che esegue il routing ottimale di tutta o parte di una scheda con un clic. Sebbene l'autorouting offra un modo semplice e potente per eseguire il routing di una scheda, ci saranno situazioni in cui avrai bisogno di un controllo preciso sul posizionamento delle piste. In questi casi puoi eseguire manualmente il routing di parte o di tutta la scheda.

In questa sezione del tutorial, eseguirai manualmente il routing dell'intera scheda su un solo lato, con tutte le piste sul top layer. Gli strumenti di Routing interattivo aiutano a massimizzare l'efficienza e la flessibilità del routing in modo intuitivo, includendo guida del cursore per il posizionamento delle piste, routing della connessione con un solo clic, spinta degli ostacoli e follow automatico delle connessioni esistenti, il tutto in conformità con le regole di progettazione applicabili.

Preparazione per il Routing interattivo

Prima di iniziare il routing, è importante configurare le opzioni di Routing interattivo presenti nella pagina PCB Editor - Interactive Routing della finestra di dialogo Preferences.

Preparing for interactive routing:

1. Imposta il menu a discesa Routing Conflict Resolution Current Mode su Stop At First Obstacle. Puoi scorrere ciclicamente le modalità abilitate in modo interattivo durante il routing premendo Shift+R.
2. Nell'area Interactive Routing Options, verifica che l'opzione Automatically Remove Loops sia abilitata. Questa opzione ti consente di modificare il routing esistente tracciando un percorso alternativo, cioè tracci un nuovo percorso finché incontra il vecchio percorso (creando un loop), quindi fai clic con il pulsante destro per indicare che è completo. Il software rimuove quindi automaticamente la parte vecchia e ridondante del routing.
3. Verifica che entrambe le opzioni Interactive Routing Width / Via Size Sources siano impostate su Rule Preferred.
4. Imposta la Snap Grid su 0.25mm nel Home | Grids and Units | Snap Grid.

È il momento del routing

• Il routing interattivo si avvia facendo clic sul pulsante Route -  _-  nella scheda Home (oppure premendo il tasto di scelta rapida R). Devi usare il menu a discesa solo se hai bisogno di selezionare una delle altre opzioni di routing.
• Poiché i componenti sono per lo più a montaggio superficiale, la scheda verrà instradata sul top layer. Mentre posizioni le piste sul top layer della scheda, usa il ratsnest (linee di connessione) come guida.
• Le piste su un PCB sono costituite da una serie di segmenti rettilinei. Ogni volta che c'è un cambio di direzione, inizia un nuovo segmento di pista. Inoltre, per impostazione predefinita, l'editor PCB vincola le piste a un orientamento verticale, orizzontale o a 45°, consentendoti di ottenere facilmente risultati professionali. Questo comportamento può essere personalizzato in base alle tue esigenze; per questo tutorial useremo l'impostazione predefinita.
• Dopo aver raggiunto il pad di destinazione, right-click oppure premi Esc per rilasciare quella connessione: rimarrai in modalità Routing interattivo, pronto a fare clic sulla linea di connessione successiva.

Una semplice animazione che mostra il routing della scheda. Nota che molte delle connessioni vengono completate usando la funzione di completamento automatico Ctrl+clic.

Interactively routing the board:

1. Controlla quali layer sono attualmente visibili osservando le schede dei layer nella parte inferiore dell'area di lavoro. Se il Bottom Layer non è visibile, premi la scorciatoia L per aprire la finestra di dialogo View Configurations e abilitare il Bottom Layer.
2. Fai clic sulla scheda Top Layer nella parte inferiore dell'area di lavoro per renderlo il layer corrente, o attivo, su cui eseguire il routing.
3. Spesso è più semplice eseguire il routing in modalità layer singolo. Puoi premere Shift+S per attivare o disattivare la modalità layer singolo.
4. Fai clic su Home | Routing | Route » Interactive Routing oppure fai clic con il pulsante destro e scegli Interactive Routing dal menu contestuale. Il cursore cambierà in un mirino, indicando che sei in modalità di routing interattivo.
5. Posiziona il cursore sul pad inferiore del connettore Y1. Quando avvicini il cursore al pad, questo si aggancerà automaticamente al centro del pad; questa è la funzione Snap To Object Hotspot che pulling il cursore al centro dell'oggetto elettrico più vicino (configura il Range di attrazione nella finestra di dialogo Board Options ). A volte la funzione Snap To Object Hotspot trascina il cursore quando non lo desideri. In questa situazione, premi il tasto Ctrl per inibire temporaneamente questa funzione.
6. Left-Click oppure premi Enter per ancorare il primo punto della pista.
7. Sposta il cursore verso il pad inferiore della resistenza R1, quindi fai clic per posizionare un segmento verticale. Nota come i segmenti di pista vengono visualizzati in modi diversi (come mostrato nell'immagine sotto). Durante il routing, i segmenti vengono mostrati come:
   • Solid - il segmento è stato posizionato.
   • Hatched - i segmenti tratteggiati sono proposti ma non confermati; verranno posizionati quando fai clic con il pulsante sinistro.
   • Hollow - questo è chiamato segmento di anteprima. Ti consente di capire dove dovrebbe terminare l'ultimo segmento proposto. Questo segmento not viene posizionato quando fai clic. La modalità di anteprima può essere attivata/disattivata usando la scorciatoia 1 durante il routing.

Nota come i segmenti vengono visualizzati in modo diverso.

8. Esegui manualmente il routing Left-Clicking per confermare i segmenti di pista, terminando sul pad inferiore di R1. Nota come ogni clic del mouse posiziona il/i segmento/i tratteggiato/i. Per la connessione che stai attualmente instradando, premi Backspace per strappare (rimuovere) l'ultimo segmento posizionato.
9. Invece di eseguire il routing fino al pad di destinazione, puoi anche premere Ctrl+Left Click per usare la funzione Auto-Complete e instradare immediatamente l'intera connessione. Il completamento automatico si comporta nel modo seguente:
   • Percorre il tragitto più breve, che potrebbe non essere il migliore poiché devi sempre considerare i percorsi per le altre connessioni che devono ancora essere instradate. Se sei in modalità Push (mostrata nella barra di stato durante il routing), il completamento automatico può spingere i percorsi esistenti per raggiungere la destinazione.
   • Sulle connessioni più lunghe, il percorso di completamento automatico potrebbe non essere sempre disponibile poiché il percorso di routing viene mappato sezione per sezione e, pertanto, potrebbe non essere possibile una mappatura completa tra i pad di origine e di destinazione.
   • Puoi anche usare il completamento automatico direttamente su un pad o su una linea di connessione.
10. Continua a eseguire il routing di tutte le connessioni sulla scheda.
11. Usa le tecniche descritte sopra per eseguire il routing tra gli altri componenti sulla scheda. La semplice animazione sopra mostra la scheda instradata in modo interattivo.
12. Non esiste un'unica soluzione per il routing di una scheda, quindi è inevitabile che tu voglia modificare il routing. L'editor PCB include funzioni e strumenti per aiutarti a farlo, e questi sono discussi nelle sezioni seguenti.
13. Salva il progetto quando hai finito il routing.

Suggerimenti per il routing

Tieni presenti i seguenti punti mentre esegui il routing:

Tasto	Comportamento
~ (tilde)  oppure  Shift+F1	Visualizza un menu  di scorciatoie interattive: la maggior parte delle impostazioni può essere modificata al volo premendo la scorciatoia appropriata o selezionandola dal menu.
*  oppure  Ctrl+Shift+WheelRoll	Passa al layer di segnale disponibile successivo. Viene aggiunto automaticamente un via in conformità con la regola di progettazione Routing Via Style applicabile.
Shift+R	Scorri tra le modalità di risoluzione dei conflitti abilitate. Abilita le modalità richieste nella pagina PCB Editor - Interactive Routing Preferences .
Shift+S	Attiva e disattiva la modalità a layer singolo. È ideale quando sono presenti molti oggetti su più layer.
Spacebar	Inverte la direzione corrente dell’angolo.
Shift+Spacebar	Scorri tra le varie modalità degli angoli delle tracce. Gli stili sono: angolo qualsiasi, 45°, 45° con arco, 90° e 90° con arco. È disponibile un’opzione per limitare questo a 45° e 90° nella pagina PCB Editor - Interactive Routing Preferences .
Ctrl+Left-Click	Completa automaticamente la connessione in fase di instradamento. Il completamento automatico non riuscirà se sono presenti conflitti irrisolvibili con ostacoli.
Ctrl	Sospendi temporaneamente l’Hotspot Snap, oppure premi Shift + E per scorrere tra le tre modalità disponibili (disattivato / attivo per il layer corrente / attivo per tutti i layer).
End	Ridisegna lo schermo.
PgUp / PgDn	Zoom avanti / indietro centrato attorno alla posizione corrente del cursore. In alternativa, usa le scorciatoie standard di Windows per zoom e pan con la rotellina del mouse.
Backspace	Rimuovi l’ultimo segmento di traccia confermato.
Right-click  oppure  ESC	Abbandona la connessione corrente, rimanendo in modalità Interactive Routing.

Modalità di Interactive Routing

Il motore di Interactive Routing dell’editor PCB supporta diverse modalità, ciascuna utile per gestire situazioni specifiche. Premi la scorciatoia Shift+R per scorrere tra queste modalità durante l’instradamento interattivo. Nota che la modalità corrente è visualizzata nella barra di stato.

Le modalità di instradamento interattivo disponibili includono:

• Ignore - questa modalità consente di posizionare tracce ovunque, anche sopra oggetti esistenti, mostrando ma consentendo potenziali violazioni.
• Stop at first obstacle - in questa modalità, l’instradamento è essenzialmente manuale; non appena viene incontrato un ostacolo, il segmento di traccia verrà tagliato per evitare una violazione.
• Push - questa modalità tenterà di spostare gli oggetti (tracce e via) che possono essere riposizionati senza violazioni per fare spazio al nuovo instradamento.

Modifica e reinstradamento

Per modificare un percorso esistente, ci sono due approcci: reroute oppure re-arrange.

Reinstradare un percorso esistente

• Non è necessario sbrogliare una connessione per ridefinirne il percorso. Fai clic sul pulsante Route e inizia a instradare il nuovo percorso.
• La funzione Loop Removal rimuoverà automaticamente tutti i segmenti di traccia ridondanti (e le via) non appena chiudi il loop e fai clic con il tasto destro per indicare che hai completato (Loop Removal è stata abilitata in precedenza nel tutorial).
• Puoi iniziare e terminare il nuovo percorso di instradamento in qualsiasi punto, cambiando layer secondo necessità.
• Puoi anche creare violazioni temporanee passando alla modalità Ignore Obstacle (come mostrato nell’animazione sotto), che risolverai successivamente.

Una semplice animazione che mostra la funzione Loop Removal usata per modificare l’instradamento esistente.

Riorganizzare i percorsi esistenti

• Per far scorrere o trascinare in modo interattivo i segmenti di traccia sulla scheda, fai clic, tieni premuto e trascina come mostrato nell’animazione sotto.
• L’editor PCB manterrà automaticamente gli angoli di 45/90 gradi con i segmenti collegati, accorciandoli e allungandoli secondo necessità.

Un’animazione che mostra il trascinamento delle tracce usato per riordinare l’instradamento esistente.

Suggerimenti per il trascinamento delle tracce

• Durante il trascinamento, si applicano anche le modalità di risoluzione dei conflitti di instradamento (Ignore, Push). Premi Shift+R per scorrere tra le modalità mentre trascini un segmento di traccia.
• I pad e le via esistenti verranno scavalcati, oppure le via verranno spinte se necessario e possibile.  
• Per convertire un angolo di 90 gradi in un percorso a 45 gradi, inizia a trascinare sul vertice dell’angolo. Se compare una finestra di selezione (come mostrato nell’animazione sopra), puoi selezionare uno dei due segmenti di traccia.
• Durante il trascinamento puoi spostare il cursore e agganciare l’hotspot a un oggetto esistente non in movimento, come un pad (mostrato sopra). Usalo per aiutarti ad allineare la nuova posizione del segmento con un oggetto esistente ed evitare l’aggiunta di segmenti molto piccoli.
• Per spezzare un singolo segmento, seleziona prima il segmento, quindi posiziona il cursore sul vertice centrale per aggiungere nuovi segmenti (come mostrato sopra).
• Modifica la modalità predefinita seleziona-poi-trascina usando le opzioni Unselected via/track e Selected via/track nella pagina PCB Editor - Interactive Routing della finestra di dialogo Preferences.

Instradamento automatico della scheda

Configurazione dell’autorouter

CircuitStudio include anche un autorouter topologico. Un autorouter topologico usa un metodo diverso per mappare lo spazio di instradamento, non vincolato geometricamente. Invece di usare le informazioni delle coordinate dell’area di lavoro come riferimento (suddividendola in una griglia), un autorouter topologico costruisce una mappa usando solo le posizioni relative degli ostacoli nello spazio, senza fare riferimento alle loro coordinate.

La mappatura topologica è una tecnica di analisi spaziale che triangola lo spazio tra ostacoli adiacenti. Questa mappa triangolata viene poi usata dagli algoritmi di instradamento per “intrecciarsi” tra le coppie di ostacoli dal punto iniziale del percorso al punto finale. I maggiori punti di forza di questo approccio sono che la mappa è indipendente dalla forma (gli ostacoli e i percorsi di instradamento possono avere qualsiasi forma) e che lo spazio può essere attraversato con qualsiasi angolazione: gli algoritmi di instradamento non sono limitati a percorsi puramente verticali o orizzontali come avviene con i router a espansione rettilineare.

Tradotto in un’interfaccia utente, il router dispone di diversi passaggi di instradamento, come Fan Out to Plane, Main, Memory, Spread, Recorner, ecc. Questi vengono raggruppati per creare una Routing Strategy, che puoi poi eseguire sulla scheda. Sono già disponibili diverse strategie predefinite nella finestra di dialogo Routing Strategies, e nuove strategie possono essere create facilmente usando Strategy Editor.

Seleziona una strategia di instradamento esistente oppure creane una nuova nello Strategy Editor.

Esecuzione dell’autorouter

• L’autorouter viene configurato ed eseguito dal menu Tools | Autoroute | Autoroute sulla barra multifunzione. Selezionando All dal menu si apre la finestra di dialogo Routing Strategies, usata per configurare le strategie, selezionare quella richiesta ed eseguire l’autorouter.
• L’autorouter instraderà sui layer consentiti dalla regola di progettazione Routing Layers nelle direzioni specificate nella finestra di dialogo Layer Directions dell’autorouter (ove possibile).

Le immagini sotto mostrano i risultati dell’instradamento automatico usando la strategia predefinita Default two Layer Board a sinistra e una strategia definita dall’utente a destra (i passaggi di instradamento scelti sono mostrati nell’immagine sopra).

Risultati dell’autorouting per la strategia predefinita a due layer (immagine a sinistra) e una strategia definita dall’utente (immagine a destra).

Exploring the capabilities of the autorouter:

1. Sbroglia la scheda selezionando Home | Routing | Unroute » All dalla barra multifunzione.
2. Seleziona Tools | Autoroute | Autoroute » All. Si apre la finestra di dialogo Situs Routing Strategies. La regione superiore della finestra di dialogo visualizza gli avvisi Routing Setup Report; e gli errori sono mostrati in rosso. Always controlla la presenza di avvisi ed errori! La metà inferiore della finestra di dialogo mostra le Routing Strategies; disponibili; quella selezionata sarà evidenziata. Per questa scheda, dovrebbe essere selezionata per impostazione predefinita la strategia Default 2 Layer Board.
3. Fai clic sul pulsante Route All nella finestra di dialogo Situs Routing Strategies. Il pannello Messages mostra il processo di autorouting. Poiché instrada la scheda direttamente nella finestra di modifica PCB, non è necessario lottare con l’esportazione e l’importazione dei file di instradamento.
4. Per instradare la scheda su un solo lato, fai clic sul pulsante Edit Layer Directions nella finestra di dialogo Situs Routing Strategies e modifica il campo Current Setting. In alternativa, puoi modificare la regola di progettazione Routing Layers .
5. È interessante notare che l’autorouter preferisce una scheda impegnativa, spesso fornendo risultati migliori su un progetto denso e più complesso che su una scheda semplice. Per migliorare la qualità del risultato finale, seleziona di nuovo Autoroute » All, ma questa volta scegli la strategia di instradamento Cleanup. Questa strategia tenterà di raddrizzare i percorsi, riducendo il numero di angoli. Puoi eseguire la strategia Cleanup più volte, se necessario. Se non cambia nulla, potresti voler reinstradare interattivamente una connessione con un andamento tortuoso, quindi riprovare la strategia Cleanup.
6. Se vuoi mantenere i risultati dell’autorouting, salva il documento PCB. Altrimenti, usa Undo oppure chiudi/apri per riportare la scheda allo stato di instradamento desiderato.

Configurazione della visualizzazione delle violazioni delle regole

CircuitStudio dispone di due tecniche per visualizzare le violazioni delle regole di progettazione, ciascuna con i propri vantaggi. Queste si configurano nella pagina PCB Editor - DRC Violations Display della finestra di dialogo Preferences:

• Violation Overlay - Le violazioni vengono identificate evidenziando il primitive-in-error con il colore scelto per i DRC Error Markers (configurato nella finestra di dialogo View Configurations; premere L per aprirla). Il comportamento predefinito consiste nel mostrare le primitive con un colore pieno quando si è a basso zoom, passando al Violation Overlay Style selezionato man mano che si aumenta lo zoom. L’impostazione predefinita è Style B, cioè un cerchio con una croce al suo interno.
• Violation Details - Aumentando ulteriormente lo zoom, viene aggiunto Violation Detail (se abilitato), che descrive la natura dell’errore. Utilizzare il cursore Show Violation Detail per definire a quale livello di zoom iniziano a essere visualizzati i Violation Details. Abilitare le opzioni Display richieste nella finestra di dialogo Preferences.

Le violazioni vengono mostrate in rosso pieno (immagine a sinistra); aumentando lo zoom, questo cambia in un Overlay (immagine centrale) e, aumentando ulteriormente lo zoom, vengono aggiunti i Violation Details.

Preparazione all’esecuzione di un Design Rule Check (DRC):

1. Aprire la finestra di dialogo View Configurations (View|View |Switch to 3D » View Configurations » View Configuration). Nella scheda Board Layers And Colors, assicurarsi che la casella di controllo Show accanto all’opzione DRC Error Markers nella sezione System Colors sia abilitata (selezionata), in modo che i marcatori di errore DRC vengano visualizzati.
2. Confermare che il sistema Online DRC (Design Rule Checking) sia abilitato nella pagina PCB Editor - General della finestra di dialogo Preferences. Lasciare aperta la finestra di dialogo Preferences; passare alla pagina PCB Editor - DRC Violations Display della finestra di dialogo.
3. La pagina PCB Editor - DRC Violations Display della finestra di dialogo Preferences viene utilizzata per configurare il modo in cui le violazioni vengono visualizzate nell’area di lavoro. Sono disponibili due diversi metodi per visualizzare le violazioni, ciascuno con i propri punti di forza.
4. Per il tutorial, fare clic con il pulsante destro nell’area Display della pagina PCB Editor - DRC Violations Display della finestra di dialogo Preferences, quindi selezionare Show Violation Details - Used; fare nuovamente clic con il pulsante destro, quindi selezionare Show Violation Overlay - Used (come mostrato nell’immagine sopra).
5. Ora si è pronti per controllare il progetto alla ricerca di errori.

Configurazione del Rule Checker

Il progetto viene controllato per rilevare violazioni eseguendo il Design Rule Checker. Fare clic sul pulsante Design Rule Check -

- nella scheda Home del Ribbon per aprire la finestra di dialogo. In questa finestra di dialogo vengono configurati sia il DRC online sia quello batch.

Opzioni del report DRC

• Per impostazione predefinita, la finestra di dialogo si apre mostrando la pagina DRC Report Options selezionata nell’albero a sinistra della finestra di dialogo (mostrata sotto).
• Il lato destro della finestra di dialogo visualizza un elenco di opzioni generali di reportistica. Per ulteriori informazioni sulle opzioni, premere F1 quando il cursore si trova sopra la finestra di dialogo (riprovare una seconda volta se il caricamento non riesce al primo tentativo). Lasciare queste opzioni ai valori predefiniti.

Regole DRC da controllare

• Il controllo di regole specifiche viene configurato nella sezione Rules to Check della finestra di dialogo. Selezionare questa pagina nell’albero a sinistra della finestra di dialogo per elencare tutti i tipi di regola (mostrati sotto). È anche possibile esaminarli per tipo, ad esempio Electrical, selezionando quella pagina sul lato sinistro della finestra di dialogo.
• Per la maggior parte dei tipi di regola, sono presenti caselle di controllo per Online (controllo durante il lavoro) e Batch (controlla questa regola quando si fa clic sul pulsante Run Design Rule Check ).
• Fare clic per abilitare/disabilitare le regole secondo necessità. In alternativa, fare clic con il pulsante destro per visualizzare il menu contestuale. Questo menu consente di attivare/disattivare rapidamente le impostazioni Online e Batch. Selezionare la voce Batch DRC - Used On come mostrato nell’immagine sotto.

Esecuzione di un Design Rule Check (DRC)

Quando si fa clic sul pulsante Run Design Rule Check nella parte inferiore della finestra di dialogo, il DRC viene eseguito.

• Verrà visualizzato il pannello Messages , che elencherà tutti gli errori rilevati.
• Se l’opzione Create Report File era abilitata nella pagina Report Options della finestra di dialogo, si aprirà un Design Rule Verification Report in una scheda documento separata. Di seguito è mostrato un report di esempio.
• Sotto il riepilogo delle regole violate saranno riportati i dettagli specifici di ciascuna violazione.
• I collegamenti nel report sono attivi. Fare clic su un errore per tornare alla scheda e analizzare quell’errore sulla scheda. Si noti che il livello di zoom per questa azione di clic è configurato nella pagina System - General Settings della finestra di dialogo Preferences. È possibile fare delle prove per trovare un livello di zoom adatto alle proprie esigenze.

 

Identificazione della condizione di errore

Quando si è alle prime armi con il software, un lungo elenco di violazioni può inizialmente sembrare opprimente. Un buon approccio per gestire questa situazione consiste nel disabilitare e abilitare le regole nella finestra di dialogo Design Rule Check nelle diverse fasi del processo di progettazione. Non è consigliabile disabilitare le regole di progettazione stesse, ma solo il loro controllo. Ad esempio, si disabiliterebbe sempre il controllo Un-Routed Net finché la scheda non è completamente sbrogliata.

• Quando viene eseguito un DRC batch sulla scheda del tutorial, sono presenti quattro violazioni del vincolo di clearance, il che significa che i valori misurati sono inferiori ai minimi specificati nelle regole di progettazione applicabili. Ora si sa come individuare tali violazioni (facendo clic sul collegamento nel file di report o facendo doppio clic nel pannello Messages) e, usando i Violation Details, è possibile comprendere la condizione di errore.
• L’immagine sotto mostra i Violation Details per uno degli errori di clearance constraint, indicato dalle frecce bianche e dal testo 0.25mm. Il passaggio successivo consiste nel determinare il valore effettivo, in modo da sapere di quanto il controllo non è stato superato.

I Violation Details mostrano che la clearance tra questi due pad
è inferiore a 0,25 mm; non indicano la clearance effettiva.

Oltre a misurare effettivamente la distanza, esistono due approcci per determinare di quanto la regola non è stata rispettata:

• il sottomenu Violations del clic destro, oppure
• il pannello PCB Rules and Violations.

Il sottomenu Violations

Il sottomenu Violations del clic destro è stato descritto in precedenza nella sezione Existing Design Rule Violation.

• L’immagine sotto mostra come il sottomenu Violations riporti in dettaglio la condizione misurata rispetto al valore specificato dalla regola.

Fare clic con il pulsante destro su una violazione per esaminare quale regola viene violata e le condizioni della violazione.

Il pannello PCB Rules and Violations

Il secondo approccio per comprendere la condizione di errore consiste nell’utilizzare il pannello PCB Rules and Violations.

• Fare clic sul pulsante View | PCB | Rules and Violations per visualizzare il pannello.

• Fare clic una volta su una Violation per passare a quella violazione; fare doppio clic su una violazione per aprire la finestra di dialogo Violation Details.

Risoluzione della violazione

Come progettista, è necessario individuare il modo più appropriato per risolvere ciascuna violazione delle regole di progettazione. Esistono due modi per risolvere questo vincolo di clearance:

• Ridurre la dimensione dei pad del footprint del transistor per aumentare la clearance tra i pad, oppure
• Configurare le regole in modo da consentire una clearance minore tra i pad del footprint del transistor.

Poiché la clearance di 0,25 mm è piuttosto generosa e la clearance effettiva è abbastanza vicina a questo valore (0,22 mm), in questa situazione una buona scelta sarebbe configurare le regole in modo da consentire una clearance minore. Questo può essere fatto nella regola di progettazione Clearance Constraint esistente, come mostrato sotto.

• Il valore TH Pad - to - TH Pad viene modificato in 0.22mm nella griglia dei vincoli della regola. Per modificare una cella, selezionarla prima, quindi premere F2.
• Questa soluzione è accettabile in questa situazione perché l’unico altro componente con pad passanti è il connettore, che ha pad distanziati di oltre 1 mm.

Ben fatto! Hai completato il layout del PCB e sei pronto a produrre la documentazione di output. Prima di farlo, esploriamo le capacità 3D dell’editor PCB.

Visualizzazione della scheda in 3D

Una potente funzionalità di CircuitStudio è la possibilità di visualizzare la scheda come un oggetto tridimensionale. Per passare alla visualizzazione 3D, fare clic sul pulsante Switch to 3D 

(gruppo View | View), oppure premere la scorciatoia 3. La scheda verrà visualizzata come un oggetto tridimensionale; la scheda del tutorial è mostrata di seguito.

È possibile eseguire lo zoom della vista in modo fluido, ruotarla e persino spostarsi all’interno della scheda utilizzando i seguenti controlli:

• Zooming - Ctrl + Right-drag mouse, oppure Ctrl + Roll mouse-wheel, oppure i tasti PgUp / PgDn.
• Panning - Right-drag mouse, oppure i controlli standard della rotellina del mouse di Windows.
• Rotation - Shift + Right-drag mouse. Si noti che quando si preme Shift, compare una sfera direzionale nella posizione corrente del cursore, come mostrato nell’immagine seguente. Il movimento di rotazione del modello avviene attorno al centro della sfera (posizionare il cursore prima di premere Shift per posizionare la sfera) utilizzando i seguenti controlli. Spostare il mouse per evidenziare e selezionare ciascuno di essi:
  • Trascinare con il tasto destro sulla sfera quando Center Dot è evidenziato - ruota in qualsiasi direzione.
  • Trascinare con il tasto destro sulla sfera quando Horizontal Arrow è evidenziato - ruota la vista attorno all’asse Y.
  • Trascinare con il tasto destro sulla sfera quando Vertical Arrow è evidenziato - ruota la vista attorno all’asse X.
  • Trascinare con il tasto destro sulla sfera quando Circle Segment è evidenziato - ruota la vista attorno al piano Z.

Tenere premuto Shift per visualizzare la sfera direzionale della vista 3D, quindi fare clic e trascinare con il tasto destro del mouse per ruotare.

Suggerimenti per lavorare in 3D

• Premere L per aprire la finestra di dialogo View Configurations quando la scheda è in 3D Layout Mode, nella quale è possibile configurare le opzioni di visualizzazione dell’area di lavoro 3D. Sono disponibili opzioni per scegliere vari colori delle superfici e dell’area di lavoro, nonché la scala verticale, utile per esaminare internamente il PCB. Alcune superfici dispongono di un’impostazione di opacità: maggiore è l’opacità, minore è la quantità di “luce” che attraversa la superficie, rendendo meno visibili gli oggetti dietro di essa. È inoltre possibile scegliere di mostrare i corpi 3D o di eseguire il rendering degli oggetti 3D con il colore del loro layer (2D).
• Per visualizzare i componenti in 3D, ogni componente deve avere un modello 3D adatto.
• È possibile importare un modello 3D in formato STEP nell’impronta del componente nell’editor di libreria; posizionare un oggetto 3D Body e quindi selezionare il tipo Generic STEP Model per incorporare un modello STEP all’interno di quell’oggetto 3D Body.
• Consultare 3D Content Central per i modelli di componenti in formato STEP. 
• Se non è disponibile un modello STEP adatto, creare la propria forma del componente posizionando più oggetti 3D Body nell’impronta nell’editor di libreria.

Documentazione di output

Ora che hai completato la progettazione e il layout del PCB, sei pronto a produrre la documentazione di output necessaria per far revisionare, fabbricare e assemblare la scheda.

L’obiettivo finale è fabbricare e assemblare la scheda.

Tipi di output disponibili

Poiché nella produzione di PCB esistono diverse tecnologie e metodi, CircuitStudio è in grado di produrre numerosi tipi di output per scopi differenti:

Output di assemblaggio

• Disegni di assemblaggio - posizioni e orientamenti dei componenti per ciascun lato della scheda.
• File Pick and Place - utilizzati dalle macchine robotizzate di posizionamento componenti per collocare i componenti sulla scheda.

Output di documentazione

• Disegni compositi - l’assemblaggio finale della scheda, inclusi componenti e piste.
• Stampe PCB 3D - viste della scheda da una prospettiva tridimensionale.
• Stampe dello schema - disegni schematici utilizzati nella progettazione.

Output di fabbricazione

• Disegni compositi di foratura - posizioni e dimensioni dei fori (mediante simboli) della scheda in un unico disegno.
• Disegni/guide di foratura - posizioni e dimensioni dei fori (mediante simboli) della scheda in disegni separati.
• Stampe finali di artwork - combinano vari output di fabbricazione in un unico output stampabile.
• File Gerber - creano le informazioni di produzione in formato Gerber.
• File NC Drill - creano le informazioni di produzione da utilizzare con macchine di foratura a controllo numerico.
• ODB++ - crea le informazioni di produzione nel formato database ODB++.
• Stampe dei piani di alimentazione - creano disegni dei piani interni e suddivisi.
• Stampe delle maschere saldante/pasta - creano i disegni della solder mask e della paste mask.
• Standard IPC-2581 - crea un formato file singolo basato su XML che incorpora un’ampia gamma di dati di fabbricazione della scheda, dai dettagli dello stackup dei layer fino alle informazioni complete su pad/routing/componenti e alla Bill Of Materials (BOM).

Output di report

• Distinta base - crea un elenco di parti e quantità (BOM), in vari formati richiesti per produrre la scheda.
• Report Single Pin Nets - crea un report che elenca tutte le net con una sola connessione.
• Controllo delle regole elettriche - report formattato dei risultati dell’esecuzione di un Electrical Rules Check.

Output individuali o generazione gestita degli output

CircuitStudio dispone di due meccanismi separati per configurare e generare gli output:

1. Individually - le impostazioni per ciascun tipo di output sono memorizzate nel file di progetto. È possibile generare selettivamente quell’output quando necessario utilizzando le opzioni nella scheda Outputs. Questi output vengono scritti nella cartella specificata nell’impostazione Output Path nella scheda Options della finestra di dialogo Options for PCB Project.
2. Managed Release - tutte le impostazioni di output sono memorizzate in un file speciale nella cartella del progetto. È quindi possibile generare tutti gli output abilitati con un’unica azione utilizzando la finestra di dialogo Generate Output Files. Questo approccio garantisce che tutti gli output corretti siano stati generati dalla stessa versione dei file sorgente di schema e PCB. La finestra di dialogo è accessibile sia dal pulsante Project | Project Actions | Generate Outputs sia dalla voce di menu Home | Project | Project » Generate outputs. Questi output vengono scritti in una cartella denominata \Default Configuration. Una volta configurato e abilitato ciascun Outputer richiesto, fare clic sul pulsante Generate nella finestra di dialogo per generare gli output nella cartella \Default Configuration.

Preparing for a managed release:

1. La finestra di dialogo Generate Output Files può essere aperta in qualsiasi momento con uno schema aperto, un PCB aperto oppure senza alcun documento aperto. Fare clic sul pulsante   nella scheda Project per aprire la finestra di dialogo. Si noti che quando si apre la finestra di dialogo, il file speciale che contiene le impostazioni di output viene creato automaticamente nella cartella del progetto e, di conseguenza, il file di progetto verrà contrassegnato come modificato.
2. Notare l’elenco degli Outputers inclusi. Per il tutorial, verranno utilizzati l’outputer Gerber Files e l’outputer Bill of Materials.
3. Fare clic su Configure... associato a Gerber Files per aprire la finestra di dialogo Gerber Setup, che verrà configurata nella serie di passaggi successiva.

Configurazione dei file Gerber

• Gerber continua a essere la forma più comune di trasferimento dati tra la progettazione della scheda e la sua fabbricazione.
• Ogni file Gerber corrisponde a un layer della scheda fisica: serigrafia componenti, layer di segnale superiore, layer di segnale inferiore, layer superiore della solder mask, ecc. È consigliabile consultare il proprio fabbricante di schede per confermare i requisiti prima di fornire i file di output necessari alla fabbricazione del progetto.
• Se la scheda presenta dei fori, deve essere generato anche un file NC Drill utilizzando le stesse impostazioni di unità, risoluzione e posizione sulla pellicola.
• I file Gerber vengono configurati nella finestra di dialogo Gerber Setup. Se si intende utilizzare l’approccio di rilascio gestito, aprire la finestra di dialogo Gerber Setup dalla finestra di dialogo Generate Output Files facendo clic su Configure associato alla voce Gerber Files.

Configuring Gerber generation:

1. Nella finestra di dialogo Generate Output Files, fare clic su Configure... associato all’output Gerber Files. La finestra di dialogo Gerber Setup si aprirà come mostrato nell’immagine sopra. 
2. Poiché la scheda è stata progettata in sistema metrico, impostare Units su Millimeters nella scheda General della finestra di dialogo.
3. L’unità più piccola utilizzata sulla scheda è 0,25 mm per il routing e la clearance, ma poiché la maggior parte dei componenti ha il proprio punto di riferimento nel centro geometrico (ed è stata posizionata su una griglia da 1 mm), alcuni dei loro pad si troveranno effettivamente su una griglia da 0,01. Impostare Format su 4:3 nella scheda General. Questo garantisce che la risoluzione dei dati di output sia più che adeguata a coprire queste posizioni di griglia. Si noti che il file NC Drill must always essere configurato per utilizzare la stessa Units e Format. 
4. Nella scheda Layers, fare clic sul pulsante Plot Layers quindi selezionare Used On. Si noti che i layer meccanici possono essere abilitati; normalmente questi non vengono 'Gerbered' da soli. Vengono invece spesso inclusi se contengono dettagli richiesti su altri layer, ad esempio un marcatore di posizione di allineamento richiesto in ogni file Gerber. In questo caso, le opzioni Mechanical Layer(s) to Add to All Plots sul lato destro della finestra di dialogo vengono utilizzate per includere tali dettagli con un altro layer. Disabilitare eventuali layer meccanici abilitati nella regione Layers To Plot .
5. Nella scheda Advanced della finestra di dialogo, verificare che l’opzione Position on Film sia impostata su Reference to relative origin. Nota: il file NC Drill must always essere configurato per utilizzare la stessa opzione Position on Film. 
6. Fare clic su OK per accettare le altre impostazioni predefinite e chiudere la finestra di dialogo Gerber Setup .
7. Le impostazioni Gerber sono configurate. Il passaggio successivo consiste nel configurare gli altri output. Per questo tutorial, nei passaggi successivi configurerai anche la BoM.

Configurazione della distinta base

CircuitStudio include una funzione di generazione BOM altamente configurabile, in grado di generare output in una varietà di formati, tra cui: testo, CSV, PDF, HTML ed Excel. Alle BOM in formato Excel può anche essere applicato un modello utilizzando uno dei modelli predefiniti o uno personalizzato.

• L'output BoM viene configurato nella finestra di dialogo Bill of Materials For Project. Se intendi utilizzare l'approccio di rilascio gestito, apri la finestra di dialogo Bill of Materials For Project dalla finestra di dialogo Generate Output Files.
• Sul lato sinistro della finestra di dialogo è presente un elenco di tutti gli attributi dei componenti per tutti i componenti del progetto. Seleziona la casella di controllo per ogni attributo che desideri includere nella BOM e deseleziona la casella di controllo per gli attributi che desideri rimuovere.
• Le impostazioni predefinite della BOM prevedono il raggruppamento dei componenti simili. Il raggruppamento si ottiene aggiungendo gli attributi dei componenti all'area Grouped Columns della finestra di dialogo. Fai clic e trascina questi attributi fuori da Grouped Columns e rilasciali nell'area All Columns se preferisci che ogni componente occupi una propria riga nella BOM.
• L'area principale a griglia della finestra di dialogo è il contenuto che viene scritto nella BoM. In quest'area puoi fare clic e trascinare per riordinare le colonne, fare clic sull'intestazione di una colonna per ordinare in base a quella colonna, usare ctrl+clic per un ordinamento secondario in base a quella colonna, definire filtri basati sui valori per una colonna usando il piccolo menu a discesa in ogni intestazione di colonna e fare clic con il pulsante destro del mouse per forzare l'adattamento delle colonne alla larghezza corrente della finestra di dialogo.
• Il generatore BOM ricava le informazioni dallo schema. Abilita l'opzione Include Parameters From PCB per accedere alle informazioni PCB, come posizione e lato della scheda (nota che questa funzione può anche essere usata per configurare e generare un file pick and place configurabile, se necessario).

La configurazione predefinita per una nuova BoM consiste nel raggruppare insieme i componenti simili.

Questa BoM è stata riconfigurata per presentare ogni componente come voce univoca.

Mapping design data into the BoM:

Mappatura dei dati di progetto nella BoM

I dati di progetto possono essere trasferiti da CircuitStudio a una distinta base Excel includendo istruzioni speciali nel modello Excel usato per creare la BOM.

Quando si crea il modello della distinta base in Excel, è possibile usare una combinazione di campi e colonne per specificare il layout desiderato. Diversi modelli di esempio sono forniti con CircuitStudio nella cartella \Templates dei file utente dell'installazione. Di seguito è riportato un elenco dei campi disponibili.

Campi

I campi forniscono informazioni a livello di progetto. Di solito non sono associati a ogni elemento elencato nella BOM, ma vengono spesso usati nell'intestazione del documento. I campi vengono usati nel formato:

Field=FieldName

Un esempio potrebbe essere Field=Currency

I campi disponibili includono:

Currency	DataSourceFileName	DataSourceFullPath
GeneratorDescription	GeneratorName	OutputName
OutputType	ProductionQuantity	ProjectFileName
ProjectFullPath	ReportDate	ReportDateTime
ReportTime	TotalQuantity	Title (titolo della BoM)
VariantName

Parametri del documento e del progetto

Oltre ai campi predefiniti elencati nella tabella sopra, anche i parametri del documento schematico (sia quelli predefiniti sia quelli definiti dall'utente nella finestra di dialogo Document Options dello schema) e i parametri del progetto (finestra di dialogo Options for PCB Project) possono essere usati come campi.

Questi vengono inseriti come:

Field=ParameterName

Se lo stesso parametro esiste sia come parametro del documento sia come parametro del progetto, il parametro del progetto ha la precedenza. Se lo stesso parametro del documento esiste in più documenti, ha la precedenza il parametro del documento che si trova più in alto nella gerarchia.

Di seguito sono riportati i parametri predefiniti del documento, chiamati anche parametri di sistema.

Address1	Address2	Address3
Address4	ApprovedBy	Author
CheckedBy	CompanyName	ConfigurationParameters
CurrentDate	CurrentTime	Date
DocumentFullPathAndName	DocumentName	DocumentNumber
DrawnBy	Engineer	ImagePath
Index	ModifiedDate	Organization
Revision	Rule	SheetNumber
SheetTotal	Time

Colonne

Le colonne forniscono le informazioni fornite per singolo componente e di solito compaiono su ogni riga della BOM. Le colonne vengono definite inserendo l'intestazione della colonna nel formato:

Column=ColumnName

Un esempio potrebbe essere Column=Description oppure Column=LibRef

Le informazioni di colonna possono essere ricavate da diverse fonti, tra cui:

• Parametri predefiniti del componente (come Designator o Description)
• Parametri definiti dall'utente aggiunti ai componenti
• Dati PCB
• Dati del fornitore

Questi sono trattati separatamente di seguito.

Parametri predefiniti

Questi nomi di colonna sono disponibili per tutti i componenti:

Comment	ComponentKind	Description
Designator	DesignItemId	Footprint
LibRef	LogicalDesignator	PartType
PhysicalPath	Quantity	UniqueIdName
UniqueIdPath

Parametri PCB

Le informazioni pick and place possono essere incluse anche dal PCB. Per usare queste colonne, la casella di controllo Include Parameters From PCB deve essere selezionata nella finestra di dialogo di configurazione BOM.

Center-X(Mil)	Center-X(mm)	Center-Y(Mil)
Center-Y(mm)	Layer	Pad-X(Mil)
Pad-X(mm)	Pad-Y(Mil)	Pad-Y(mm)
Ref-X(Mil)	Ref-X(mm)	Ref-Y(Mil)
Ref-Y(mm)	Rotation

Dati del fornitore

è possibile recuperare dati online dai fornitori e inserirli nella BOM. Nota che questi vengono aggiornati in tempo reale e recuperati quando la BOM viene generata. È possibile impostare più fornitori per ogni componente. Nella tabella seguente, questi sono descritti come Supplier Info x - sostituisci x con il numero appropriato.

Manufacturer x	Manufacturer Part Number x	Supplier x
Supplier Currency x	Supplier Order Qty x	Supplier Part Number x
Supplier Stock x	Supplier Subtotal x	Supplier Unit Price x

Se hai appena modificato i parametri nello schema e vuoi visualizzarli nella BoM, salva i documenti modificati e ricompila il progetto prima di generare la BoM.