Od pomysłu do produkcji – przeprowadzenie projektu PCB przez CircuitStudio

Witamy w świecie rozwoju produktów elektronicznych w światowej klasy oprogramowaniu do projektowania elektroniki firmy Altium. Ten samouczek pomoże Ci zacząć, prowadząc przez cały proces projektowania prostej płytki PCB – od pomysłu po pliki wyjściowe. Jeśli dopiero zaczynasz pracę z oprogramowaniem Altium, warto przeczytać artykuł Exploring CircuitStudio, aby dowiedzieć się więcej o interfejsie, o tym jak korzystać z paneli, oraz poznać przegląd zarządzania dokumentami projektowymi.

Projekt

Projekt, dla którego będziesz tworzyć schemat i projektować płytkę drukowaną (PCB), to prosty multiwibrator astabilny. Układ pokazano poniżej; wykorzystuje on dwa uniwersalne tranzystory NPN skonfigurowane jako samowzbudny multiwibrator astabilny.

Możesz rozpocząć tworzenie (rysowanie) schematu. Pierwszym krokiem jest utworzenie projektu PCB.

Tworzenie nowego projektu PCB

W oprogramowaniu Altium projekt PCB to zestaw dokumentów projektowych (plików) wymaganych do zdefiniowania i wytworzenia płytki drukowanej. Plik projektu, na przykład Multivibrator.PrjPCB, jest tekstowym plikiem ASCII, który zawiera listę dokumentów należących do projektu, a także inne ustawienia na poziomie projektu, takie jak wymagane kontrole reguł elektrycznych, preferencje projektu oraz wyjścia projektu, np. ustawienia wydruku i CAM.

Nowy projekt tworzy się w oknie dialogowym Create New Project From Template.

Creating a new project:

1. Wybierz File » New PCB Project z menu – otworzy się okno dialogowe Create New Project from Template.
2. Dostępne szablony są wymienione po lewej stronie; wybierz Blank PCB Project.
3. W polu Name wpisz Multivibrator. Nie ma potrzeby dodawania rozszerzenia pliku – zostanie ono dodane automatycznie.
4. W polu Location wpisz odpowiednią lokalizację zapisu plików projektu lub kliknij Browse, aby przejść do wymaganego folderu.
5. Włącz opcję Create Project Subfolder – spowoduje to utworzenie podfolderu w folderze wskazanym w polu Location , o tej samej nazwie co projekt.
6. Kliknij OK, aby zamknąć okno dialogowe i utworzyć plik projektu w określonej lokalizacji.
7. Nowy projekt pojawi się w panelu Projects. Jeśli ten panel nie jest wyświetlany, włącz go przyciskiem View | System | Projects.

Dodawanie schematu do projektu

Kolejnym krokiem jest dodanie do projektu nowego arkusza schematu.

Adding a schematic:

1. Na wstążce kliknij pozycję menu Home | Project | Project » Add New Schematic. W oknie projektu otworzy się pusty arkusz schematu o nazwie Sheet1.SchDoc, a ikona tego schematu pojawi się w panelu Projects , pod ikoną folderu Source Documents , jako element powiązany z projektem.
2. Aby zapisać nowy arkusz schematu, wybierz File » Save As. Otworzy się okno dialogowe Save As, gotowe do zapisania schematu w tej samej lokalizacji co plik projektu. Wpisz nazwę Multivibrator w polu File Name, a następnie kliknij Save. Zwróć uwagę, że pliki przechowywane w tym samym folderze co plik projektu (lub w folderze podrzędnym/wnuku) są łączone z projektem za pomocą odwołań względnych, a pliki zapisane w innej lokalizacji – za pomocą odwołań bezwzględnych.
3. Ponieważ dodałeś schemat do projektu, zmienił się również plik projektu. Right-click na nazwie pliku projektu w panelu Projects , a następnie wybierz Save Project, aby zapisać projekt.

Ustawianie opcji dokumentu

Zanim zaczniesz rysować układ, warto ustawić odpowiednie opcje dokumentu, w tym rozmiar arkusza oraz siatki Snap i Visible.

Configuring the Document Options:

1. Na wstążce kliknij Project | Content | Document Options, aby otworzyć okno dialogowe Document Options.
2. W tym samouczku jedyną zmianą, jaką należy wprowadzić, jest ustawienie rozmiaru arkusza na A4 w polu Standard Styles na karcie Sheet Options okna dialogowego.
3. Potwierdź, że zarówno Snap, jak i Visible Grids są ustawione na 10.
4. Kliknij OK , aby zamknąć okno dialogowe i zaktualizować rozmiar arkusza.
5. Aby dopasować dokument do obszaru widoku, kliknij View | Zoom Document.
6. Zapisz schemat, wybierając File » Save (skrót: Ctrl+S).

Komponenty i biblioteki w CircuitStudio

Powiązany artykuł: Component Management in CircuitStudioRzeczywisty element montowany na płytce jest reprezentowany podczas tworzenia schematu jako symbol schematowy, a podczas projektowania płytki jako footprint PCB. Komponenty CircuitStudio mogą być przechowywane w lokalnych bibliotekach lub mogą być wstawiane bezpośrednio z Altium Content Vault, czyli globalnie dostępnego systemu przechowywania komponentów zawierającego tysiące elementów – każdy z symbolem, footprintem, parametrami komponentu oraz łączami do dostawców.

W CircuitStudio można używać następujących opcji przechowywania komponentów:

Typ biblioteki	Funkcja
Biblioteka schematów	Symbole komponentów schematowych tworzy się w bibliotekach schematów (*.SchLib). Każdy symbol może stać się komponentem poprzez dodanie łączy do footprintu PCB oraz dodanie parametrów komponentu opisujących jego specyfikację.
Biblioteka PCB	Footprinty (modele) PCB są przechowywane w bibliotekach PCB (*.PcbLib). Footprint zawiera elementy elektryczne, takie jak pady, oraz elementy mechaniczne, takie jak obrys komponentu (overlay), wymiary, punkty kleju itp. Może również zawierać definicję 3D, tworzoną przez umieszczanie obiektów 3D Body lub przez import modelu STEP.
Pakiet biblioteki / biblioteka zintegrowana	Oprócz pracy bezpośrednio na bibliotekach schematów i PCB możesz także skompilować elementy komponentu do biblioteki zintegrowanej (*.IntLib). Daje to pojedynczą, przenośną bibliotekę zawierającą wszystkie modele i symbole. Biblioteka zintegrowana jest kompilowana z pakietu biblioteki (*.LibPkg), który jest w istocie specjalnym plikiem projektu, do którego jako dokumenty źródłowe dodaje się biblioteki schematów (*.SchLib) i PCB (*.PcbLib). W ramach procesu kompilacji można też sprawdzić potencjalne problemy, takie jak brakujące modele oraz niezgodności między pinami na schemacie a padami na PCB.
Altium Content Vault	Content Vault to znacznie więcej niż biblioteka. To komponenty przechowywane w chmurze, dostępne z dowolnego miejsca z dostępem do internetu. Komponenty Content Vault zawierają: symbol, footprint(y), parametry komponentu oraz łącza do dostawców. Są uporządkowane w folderach – według producenta lub według typu obudowy dla elementów ogólnych.

Dostęp do komponentów

Do komponentów uzyskuje się dostęp poprzez:

• panel Libraries (View | System | Libraries) dla komponentów z bibliotek, lub
• panel Vaults (File » Vault Explorer) dla komponentów z Content Vault.

Dostęp do komponentów uzyskasz przez okienko Libraries lub panel Vaults.

Udostępnianie bibliotek w celu uzyskania dostępu do komponentów

W CircuitStudio komponenty oparte na bibliotekach można wstawiać z Available Libraries. Dostępne biblioteki obejmują:

• Libraries in the current project - jeśli biblioteka jest częścią projektu, komponenty w niej są automatycznie dostępne do wstawiania w ramach tego projektu.
• Installed libraries - są to biblioteki zainstalowane w CircuitStudio, a ich komponenty są dostępne do użycia w każdym otwartym projekcie.

Biblioteki instaluje się na karcie Installed w oknie dialogowym Available Libraries. Aby otworzyć to okno, kliknij przycisk Libraries u góry panelu Libraries. Jeśli panel nie jest aktualnie widoczny, kliknij View | System | Libraries, aby go wyświetlić.

Zainstaluj wymagane biblioteki, aby udostępnić ich komponenty do projektów.

Wyszukiwanie komponentu w bibliotekach

Aby ułatwić znalezienie potrzebnego komponentu, CircuitStudio zawiera rozbudowane możliwości przeszukiwania bibliotek. Chociaż w preinstalowanych bibliotekach są komponenty odpowiednie do projektu multiwibratora, warto wiedzieć, jak korzystać z funkcji wyszukiwania.

Okno dialogowe Libraries Search jest dostępne po kliknięciu przycisku Search w panelu Libraries. Górna część okna służy do zdefiniowania what, czego szukasz, a dolna – do zdefiniowania where, gdzie szukać. Wyszukiwanie może odbywać się w bibliotekach już zainstalowanych (Available libraries) lub w bibliotekach znajdujących się na dysku twardym (Libraries on path).

Gdybyś pracował na bibliotekach, pierwszym krokiem byłoby wyszukanie odpowiedniego uniwersalnego tranzystora NPN, takiego jak 2N3904.

Searching through libraries:

1. Jeśli nie jest widoczny, wyświetl panel Libraries (View | System | Libraries).
2. Naciśnij przycisk Search w panelu Libraries , aby otworzyć okno dialogowe Libraries Search, jak pokazano powyżej.
3. Upewnij się, że opcje w oknie dialogowym są ustawione następująco:
   • Dla pierwszego wiersza Filter wartość Field jest ustawiona na Name, Operator jest ustawione na contains, a Value ma wartość 3904.
   • Zakres (Scope) jest ustawiony na Search in Components oraz Libraries on path.
   • Path jest ustawione tak, aby wskazywało na zainstalowane biblioteki Altium, co będzie podobne do C:\Users\Public\Documents\Altium\CS\Library.
4. Kliknij przycisk Search, aby rozpocząć wyszukiwanie. Query Results są wyświetlane w panelu Libraries . Powinien zostać znaleziony jeden komponent, jak pokazano na poniższym obrazie. Może on być wymieniony wielokrotnie, w zależności od tego, ile modeli ma do niego podłączonych.
5. Możesz umieszczać komponenty wyłącznie z bibliotek, które są zainstalowane w oprogramowaniu. Jeśli spróbujesz umieścić komponent z biblioteki, która nie jest aktualnie zainstalowana, podczas próby umieszczenia komponentu zostaniesz poproszony o Confirm the installation tej biblioteki.

Wyszukiwanie w bibliotekach jest w rzeczywistości wykonywane za pomocą zapytań. W oknie dialogowym Libraries Search przełącz się na tryb Advanced, aby przeanalizować zapytanie. Zapytanie wygenerowane przez Twoją konfigurację wyszukiwania powinno brzmieć (Name LIKE '*3904*'). Jeśli tak nie jest, wpisz ten ciąg, a następnie ponownie kliknij Search.

Lokalizowanie komponentu w dostępnej bibliotece

Biblioteki, które są już zainstalowane, są wymienione na liście rozwijanej u góry panelu. Kliknij, aby wybrać bibliotekę i wyświetlić komponenty w niej zapisane. Wybierz z listy bibliotekę Miscellaneous Devices. IntLib, a następnie użyj Filter komponentów w panelu, aby zlokalizować wymagany komponent 2N3904 w bibliotece. Ponieważ biblioteka Miscellaneous Devices jest już zainstalowana, ten komponent jest gotowy do umieszczenia. Nie umieszczaj go jednak; zamiast tego użyjesz tranzystora z Altium Content Vault.

Udostępnienie Content Vault w celu uzyskania dostępu do komponentów

Altium Content Vault jest całkowicie oddzielny od zainstalowanego oprogramowania CircuitStudio. Aby uzyskać dostęp do komponentów w Content Vault, musisz najpierw się z nim połączyć. Robi się to, klikając przycisk Add Altium Content Vault na stronie Data Management - Vaults w oknie dialogowym Preferences.

Znajdowanie komponentu w Content Vault

Related article: Panel Vaults

Po połączeniu z Altium Content Vault możesz przeglądać lub wyszukiwać komponent. Wykonuje się to w panelu Vaults, wybierając File » Vault Explorer, aby wyświetlić panel. Panel zawiera rozbudowaną funkcję wyszukiwania. Wpisz szukany ciąg w polu wyszukiwania w prawym górnym rogu panelu.

Wyszukiwanie tranzystora ogólnego przeznaczenia BC547 w Altium Content Vault. Każdy wynik jest hiperłączem. Najedź kursorem, aby uzyskać więcej informacji, i kliknij, aby przejrzeć.

Praca w panelu Vaults

Panel Vaults zawiera szereg sekcji, których rozmiar można zmieniać w razie potrzeby. Poświęć chwilę na poznanie funkcji i zachowania panelu; użyj right-click dla poleceń zależnych od kontekstu.

Użyj trybu Preview , aby przeanalizować modele i parametry dołączone do wybranego komponentu.

• Komponenty są zorganizowane w folderach. Do przeglądania użyj sekcji Vaults Folders po lewej stronie panelu.
• W Altium Content Vault przechowywana jest duża liczba komponentów, dlatego często bardziej efektywne jest wyszukiwanie opisane powyżej.
• Wyniki wyszukiwania są prezentowane jako seria łączy; kliknij łącze, aby obejrzeć komponent szczegółowo; użyj przycisku Back w prawym górnym rogu panelu, aby wrócić do wyników wyszukiwania.
• Kliknięcie konkretnego komponentu w wynikach wyszukiwania powoduje wyświetlenie tylko tego komponentu w folderze, w którym jest przechowywany. Wybierz Refresh All z menu w lewym górnym rogu panelu, aby wyświetlić wszystkie komponenty w tym folderze.
• Dolny obszar panelu ma kilka trybów wyświetlania, w tym: Summary, Supply Chain, Lifecycle, Where-used oraz Preview. Użyj ikony strzałki, aby wybrać wymagany tryb, jak pokazano na powyższym obrazie.

Umieszczanie komponentów na schemacie

Komponenty umieszcza się na bieżącym arkuszu schematu z panelu Libraries lub Vaults. Można to zrobić w następujący sposób:

Z panelu Libraries

• Clicking the Place button - komponent pojawia się „przyczepiony” do kursora; ustaw go, a następnie kliknij, aby umieścić.
• Double-clicking - kliknij dwukrotnie komponent na liście komponentów w panelu. Komponent pojawi się „przyczepiony” do kursora; ustaw go, a następnie kliknij, aby umieścić.
• Click and drag - kliknij i przeciągnij komponent na arkusz. Ten tryb wymaga przytrzymania przycisku myszy; komponent zostaje umieszczony po zwolnieniu przycisku myszy.

Z panelu Vaults

• Right-click na komponencie, a następnie wybierz Place <component>. Komponent pojawi się „przyczepiony” do kursora; ustaw go, a następnie kliknij, aby umieścić. Zwróć uwagę, że jeśli panel Vaults jest „pływający” nad obszarem roboczym, zaniknie (przyciemni się), aby umożliwić podgląd schematu i umieszczenie komponentu.
• Click and drag - kliknij i przeciągnij komponent z panelu Vaults i upuść go na schemat. Ten tryb wymaga przytrzymania przycisku myszy; komponent zostaje umieszczony po zwolnieniu przycisku myszy.

Elementy multwibratora

Następujące komponenty zostały wyszukane i użyte w układzie multwibratora.

Oznaczenie	Opis	Element Vault–rewizja lub nazwa komponentu w bibliotece	Komentarze
Q1, Q2	Tranzystor NPN ogólnego przeznaczenia, np. BC547 lub 2N3904	CMP-1048-01437-1	wyszukano w Vault BC547, wybrano pierwszy
R1, R2	Rezystor 100K, 5%, 0805	CMP-1013-00122-1	wyszukano w Vault 100K 5% 0805
R3, R4	Rezystor 1K, 5%, 0805	CMP-1013-00074-1	wyszukano w Vault 1K 5% 0805, zwróć uwagę, że wyszukiwanie zwraca też 1K3, 1K8 itd.
C1, C2	Kondensator 22nF, 10%, 16V, 0805	CMP-1036-04042-1	wyszukano w Vault 22nF 16V 0805
Y1	Złącze goldpin 2-pin, przewlekane (THT)	Header 2	wyszukano w Available Libraries header, komponent znaleziono w Miscellaneous Connectors.IntLib

Po umieszczeniu komponentów schemat powinien wyglądać podobnie do tego:

Wszystkie komponenty są umieszczone, gotowe do połączenia przewodami.

Finding and Placing the Transistors:

1. Wybierz View | Zoom | Zoom Document (skrót: V, A), aby upewnić się, że arkusz schematu zajmuje całe okno.
2. Korzystając z opisanych przed chwilą technik wyszukiwania, zlokalizuj tranzystor BC547 w panelu Vaults .
3. Podczas wyszukiwania w Vault wyniki zostaną najpierw pogrupowane tak, aby pokazać foldery zawierające potencjalne komponenty. Dla wyszukiwania tranzystora wszystkie wyniki znajdują się w tym samym folderze o nazwie General Purpose Transistors. Kliknij hiperłącze, aby otworzyć wyniki wyszukiwania dla tego folderu, a następnie kliknij element CMP-1048-01437-1.
4. Ten komponent zostanie zaprezentowany w panelu Vaults, gdzie na dole możesz wyświetlić Preview i obejrzeć symbol, footprint oraz parametry komponentu (może być konieczna zmiana rozmiaru dolnej sekcji, aby wyświetlić całą zawartość Preview ).

5. Right-clickKliknij prawym przyciskiem myszy numer Item-Revision tranzystora, aby wyświetlić menu kontekstowe (jak pokazano powyżej), a następnie wybierz z menu Place CMP-1048-01437-1. Kursor zmieni się w krzyżyk, a na kursorze pojawi się obraz symbolu tranzystora floating . Jesteś teraz w trybie umieszczania elementu. Gdy poruszasz kursorem, tranzystor będzie poruszał się razem z nim.

Do not place the transistor yet!

6. Zanim umieścisz element na schemacie, możesz edytować jego właściwości — można to zrobić dla dowolnego obiektu „przyczepionego” do kursora. Gdy tranzystor nadal jest „przyczepiony” do kursora, naciśnij klawisz Tab , aby otworzyć okno dialogowe Component Properties. Ustaw okno dialogowe tak, aby wyglądało jak pokazano poniżej.

7. W sekcji Properties okna dialogowego wpisz Designator Q1.
8. Zaznacz pole wyboru Visible dla pola Comment.
9. Pozostaw wszystkie pozostałe pola z wartościami domyślnymi, a następnie kliknij OK , aby zamknąć okno dialogowe.
10. Przesuń kursor, z dołączonym symbolem tranzystora, aby umieścić tranzystor nieco na lewo od środka arkusza. Zwróć uwagę na bieżącą siatkę przyciągania (snap grid) wyświetlaną po lewej stronie paska stanu, w pobliżu dolnej krawędzi aplikacji. Domyślnie wynosi 10; naciśnij skrót G, aby przełączać dostępne ustawienia siatki podczas umieszczania obiektu. Zdecydowanie zaleca się utrzymywanie siatki przyciągania na poziomie 10 lub 5, aby zachować porządek w układzie i ułatwić podłączanie przewodów do wyprowadzeń. Dla prostego projektu, takiego jak ten, 10 to dobry wybór.
11. Gdy pozycja tranzystora Ci odpowiada, kliknij lewym przyciskiem myszy lub naciśnij Enter na klawiaturze, aby umieścić tranzystor na schemacie.
12. Przesuń kursor, a zauważysz, że kopia tranzystora została umieszczona na arkuszu schematu, ale nadal jesteś w trybie wstawiania elementu, a obrys elementu „pływa” na kursorze. Ta funkcja pozwala umieszczać wiele elementów tego samego typu. Teraz przejdź do wstawienia drugiego tranzystora. Ten tranzystor jest taki sam jak poprzedni, więc nie ma potrzeby edytowania jego atrybutów przed umieszczeniem. Oprogramowanie automatycznie zwiększy oznaczenie elementu, gdy umieszczasz wiele instancji tego samego elementu. W tym przypadku następny tranzystor zostanie automatycznie oznaczony jako Q2.
13. Jeśli odwołasz się do wcześniej pokazanego szkicowego schematu, zauważysz, że Q2 jest narysowany jako lustrzane odbicie Q1. Aby odwrócić orientację tranzystora „pływającego” na kursorze, naciśnij na klawiaturze klawisz X. Spowoduje to poziome odbicie elementu (wzdłuż osi X).
14. Przesuń kursor, aby ustawić element na prawo od Q1. Aby ustawić element dokładniej, naciśnij dwukrotnie klawisz PgUp, aby przybliżyć o dwa kroki. Powinieneś teraz widzieć linie siatki.
15. Gdy ustawisz element, kliknij lewym przyciskiem myszy lub naciśnij Enter, aby umieścić Q2. Ponownie kopia tranzystora, który „trzymasz”, zostanie umieszczona na schemacie, a kolejny tranzystor będzie „pływał” na kursorze, gotowy do wstawienia.
16. Ponieważ wszystkie tranzystory zostały umieszczone, wyjdź z trybu wstawiania elementów, klikając right mouse button lub naciskając klawisz Esc. Kursor wróci do standardowej strzałki.

Finding and Placing the Resistors:

1. Korzystając z opisanych przed chwilą technik wyszukiwania, wyszukaj odpowiedni rezystor 100K 5% 0805 w panelu Vaults . Wyszukiwanie powinno zwrócić pozycję CMP-1013-00122-1.
2. Right-clickKliknij prawym przyciskiem myszy na numerze Item rezystora, aby wyświetlić menu kontekstowe, a następnie wybierz z menu Place CMP-1013-00122-1.
3. Gdy rezystor nadal „pływa” na kursorze, naciśnij klawisz Tab , aby otworzyć okno dialogowe Component Properties.
4. W sekcji Properties okna dialogowego wpisz Designator R1.
5. Zaznacz pole wyboru Visible dla pola Comment.
6. Upewnij się, że model footprintu jest ustawiony na RESC0805(2012)_N. Korzystając z listy rozwijanej obok nazwy modelu, zobaczysz, że do tego komponentu dołączone są trzy modele footprintu: IPC Low Density (_M), IPC Medium Density (_N) oraz IPC High Density (_L). Wybrany footprint zostanie przeniesiony do PCB podczas synchronizacji projektu.
7. Pozostaw wszystkie pozostałe pola z wartościami domyślnymi, a następnie kliknij OK , aby zamknąć okno dialogowe; rezystor będzie „pływał” na kursorze.
8. Naciśnij Spacebar, aby obracać element co 90° aż do uzyskania właściwej orientacji.
9. Ustaw rezystor nad i na lewo od bazy Q1 (odnieś się do schematu pokazanego wcześniej), a następnie kliknij left mouse button lub naciśnij Enter, aby umieścić element.
10. Następnie umieść drugi rezystor 100k, R2, nad i na prawo od bazy Q2. Oznaczenie zostanie automatycznie zwiększone podczas wstawiania drugiego rezystora.
11. Wyjdź z trybu wstawiania elementów, klikając right mouse button lub naciskając klawisz ESC. Kursor wróci do standardowej strzałki.
12. Pozostałe dwa rezystory, R3 i R4, mają wartość 1K; wyszukaj odpowiedni rezystor 1K 5% 0805 w panelu Vaults .
13. To wyszukiwanie zwróci wszystkie rezystory, których wartości zaczynają się od 1K, w tym 1K1, 1K2, 1K3 itd. Korzystając z pola Description, kliknij w wynikach wyszukiwania, aby otworzyć rezystor 1K 5% 0805, a następnie right-click i Place go. 
14. Korzystając z podanych przed chwilą kroków, ustaw Designator na R3, włącz widoczność Comment i ustaw model footprintu na RESC0805(2012)_N.
15. Ustaw i umieść R3 bezpośrednio nad kolektorem Q1, a następnie umieść R4 bezpośrednio nad kolektorem Q2, jak pokazano na obrazie powyżej.
16. Right-click lub naciśnij ESC, aby wyjść z trybu wstawiania elementów.

Finding and Placing the Capacitors:

1. Wróć do panelu Vaults i wyszukaj odpowiedni kondensator 22nF 16V 0805. Wyszukiwanie zwróci kilka potencjalnych kondensatorów. Kliknij pozycję Item CMP-1036-04042-1, aby użyć jej w tym projekcie.
2. Right-clickKliknij prawym przyciskiem myszy na numerze Item kondensatora, a następnie wybierz z menu Place CMP-1036-04042-1.
3. Gdy rezystor nadal „pływa” na kursorze, naciśnij klawisz Tab , aby otworzyć okno dialogowe Component Properties.
4. W sekcji Properties okna dialogowego wpisz Designator C1.
5. Zaznacz pole wyboru Visible dla pola Comment.
6. Upewnij się, że model footprintu jest ustawiony na CAPC0805(2012)145_N.
7. Pozostaw wszystkie pozostałe pola z wartościami domyślnymi, a następnie kliknij OK , aby zamknąć okno dialogowe. Kondensator będzie „pływał” na kursorze.
8. Naciśnij Spacebar, aby obracać element co 90° aż do uzyskania właściwej orientacji.
9. Ustaw kondensator nad tranzystorami, ale poniżej rezystorów (odnieś się do schematu pokazanego wcześniej), a następnie kliknij left mouse button lub naciśnij Enter, aby umieścić element.
10. Ustaw i umieść kondensator C2.
11. Right-click lub naciśnij Esc, aby wyjść z trybu wstawiania.

Finding and Placing the Connector:

1. Ostatnim elementem do umieszczenia jest złącze, które znajduje się w Miscellaneous Connectors.IntLib. Ta biblioteka zintegrowana jest zwykle już zainstalowana. Jeśli nie jest, zainstaluj ją, a następnie wybierz ją u góry panelu Libraries.
2. Złącze to dwupinowy goldpin; wpisz header w polu filtra panelu Libraries . Zwróć uwagę, że w tym wyszukiwaniu nie używa się symbolu wieloznacznego *, ponieważ szukasz tylko komponentów zaczynających się od ciągu header. Jeśli symbol wieloznaczny zostanie dodany na początku ciągu wyszukiwania, zwrócone zostaną wszystkie komponenty, które mają ciąg header w dowolnym miejscu nazwy lub opisu.
3. Wybierz Header 2 z listy, a następnie kliknij przycisk Place.
4. Gdy element „pływa” na kursorze, naciśnij Tab, aby edytować atrybuty; ustaw Designator na Y1 i sprawdź, czy model footprintu PCB to HDR1X2.
5. Przed umieszczeniem złącza naciśnij X, aby odbić je poziomo, tak aby miało właściwą orientację. Kliknij, aby umieścić złącze na schemacie, jak pokazano na obrazie powyżej.
6. Right-click lub naciśnij Esc, aby wyjść z trybu wstawiania elementów.
7. Zapisz schemat (Ctrl+S).

Umieściłeś już wszystkie komponenty. Zwróć uwagę, że komponenty pokazane na obrazie powyżej są rozmieszczone tak, aby było dużo miejsca na poprowadzenie połączeń do każdego pinu elementu. Jest to ważne, ponieważ nie można poprowadzić przewodu „przez dół” pinu, aby dotrzeć do pinu znajdującego się za nim. Jeśli to zrobisz, oba piny połączą się z przewodem. Jeśli musisz przesunąć komponent, kliknij i przytrzymaj korpus komponentu, a następnie przeciągnij myszą, aby zmienić jego położenie.

Okablowanie układu

Okablowanie to proces tworzenia połączeń między różnymi komponentami układu. Aby okablować schemat, odnieś się do szkicu układu i animacji pokazanej poniżej.

Użyj narzędzia Wiring, aby połączyć swój układ.

Wiring the schematic:

1. Aby upewnić się, że masz dobry widok arkusza schematu, naciśnij klawisz PgUp, aby przybliżyć, lub PgDn, aby oddalić. Alternatywnie przytrzymaj klawisz Ctrl i kręć kółkiem myszy, aby przybliżać/oddalać, albo przytrzymaj przycisk Ctrl + Right Mouse i przeciągaj mysz w górę/dół, aby przybliżać/oddalać. Dostępnych jest też wiele przydatnych poleceń View w podmenu View po kliknięciu prawym przyciskiem myszy, takich jak Fit All Objects (Ctrl+PgDn).
2. Najpierw połącz dolny pin rezystora R1 z bazą tranzystora Q1 w następujący sposób. Kliknij przycisk (Home | Circuit Elements | Wire), aby przejść do trybu prowadzenia przewodów. Kursor zmieni się w celownik.
3. Ustaw kursor nad dolnym końcem R1. Gdy znajdziesz się we właściwym miejscu, w położeniu kursora pojawi się czerwony znacznik połączenia (duży krzyż). Oznacza to, że kursor znajduje się nad prawidłowym elektrycznym punktem połączenia na komponencie.
4. Kliknij Left Mouse Button lub naciśnij Enter, aby zakotwiczyć pierwszy punkt przewodu. Przesuń kursor, a zobaczysz przewód rozciągający się od pozycji kursora do punktu kotwiczenia.
5. Ustaw kursor nad bazą Q1, aż zobaczysz, że kursor zmienia się w czerwony znacznik połączenia. Kliknij lub naciśnij Enter, aby podłączyć przewód do bazy Q1. Kursor odłączy się od tego przewodu.
6. Zwróć uwagę, że kursor pozostaje celownikiem, co oznacza, że jesteś gotowy do poprowadzenia kolejnego przewodu. Aby całkowicie wyjść z trybu umieszczania i wrócić do kursora w postaci strzałki, należy Right-Click lub ponownie nacisnąć Esc — ale na razie tego nie rób.
7. Następnie poprowadź przewód od dolnego pinu R3 do kolektora Q1. Ustaw kursor nad dolnym pinem R3, a następnie kliknij lub naciśnij Enter, aby rozpocząć nowy przewód. Przesuń kursor pionowo, aż znajdzie się nad kolektorem Q1, po czym kliknij lub naciśnij Enter, aby umieścić segment przewodu. Ponownie kursor odłączy się od tego przewodu i pozostaniesz w trybie okablowania, gotowy do poprowadzenia kolejnego przewodu.
8. Połącz pozostałą część układu zgodnie z animacją powyżej.
9. Gdy zakończysz umieszczanie wszystkich przewodów, right-click lub naciśnij Esc, aby wyjść z trybu umieszczania. Kursor wróci do postaci strzałki.

Sieci i etykiety sieci

Każdy zestaw pinów komponentów, które połączyłeś ze sobą, tworzy teraz to, co nazywa się net. Na przykład jedna sieć obejmuje bazę Q1, jeden pin R1 oraz jeden pin C1. Każdej sieci automatycznie przypisywana jest nazwa wygenerowana przez system, oparta na jednym z pinów komponentów w tej sieci.

Aby ułatwić identyfikację ważnych sieci w projekcie, możesz dodać etykiety sieci (Net Labels), aby nadać im nazwy. Dla układu multwibratora oznaczysz sieci 12V oraz GND w obwodzie.

Dodano etykiety sieci, aby ukończyć schemat.

Adding net labels:

1. Kliknij przycisk  (Home | Circuit Elements | Net Label). Etykieta sieci pojawi się „przyczepiona” do kursora.
2. Aby edytować etykietę sieci przed jej umieszczeniem, naciśnij klawisz Tab, aby otworzyć okno dialogowe Net Label.
3. Wpisz 12V w polu Net, a następnie kliknij OK, aby zamknąć okno dialogowe.
4. Umieść etykietę sieci tak, aby jej lewy dolny róg dotykał najwyższego przewodu na schemacie, jak pokazano na obrazie poniżej. Kursor zmieni się w czerwony krzyż, gdy etykieta sieci będzie poprawnie ustawiona do połączenia z przewodem. Jeśli krzyż jest jasnoszary, oznacza to, że nie zostanie utworzone prawidłowe połączenie.

Etykieta sieci w wolnej przestrzeni (obraz po lewej) oraz ustawiona nad przewodem (obraz po prawej) — zwróć uwagę na czerwony krzyż.

 

5. Po umieszczeniu pierwszej etykiety sieci nadal będziesz w trybie umieszczania etykiet. Naciśnij ponownie klawisz Tab, aby edytować drugą etykietę sieci przed jej umieszczeniem.
6. Wpisz GND w polu Net, a następnie kliknij OK, aby zamknąć okno dialogowe.
7. Umieść etykietę sieci tak, aby lewy dolny róg etykiety dotykał najniższego przewodu na schemacie, jak pokazano na obrazie poniżej. Right-click lub naciśnij Esc, aby wyjść z trybu umieszczania etykiet sieci.
8. Zapisz schemat oraz projekt.

Konfigurowanie opcji projektu

Ustawienia specyficzne dla projektu konfiguruje się w oknie dialogowym Options for PCB Project, pokazanym poniżej (Home | Project » Options lub Project | Content | Project Options). Opcje projektu obejmują parametry sprawdzania błędów, macierz połączeń, Class Generator, konfigurację Comparator, generowanie ECO, ścieżki wyjściowe i opcje netlisty, formaty nazewnictwa Multi-Channel, domyślne ustawienia drukowania, Search Paths oraz parametry na poziomie projektu. Ustawienia te są używane podczas kompilowania projektu.

Wyjścia projektu, takie jak dane montażowe, produkcyjne oraz raporty, konfiguruje się z poziomu karty Outputs na wstążce (Ribbon). Te ustawienia są również zapisywane w pliku projektu, dzięki czemu są zawsze dostępne dla tego projektu. Zobacz Documentation Outputs, aby uzyskać więcej informacji.

Sprawdzanie właściwości elektrycznych schematu

Schematy to coś więcej niż proste rysunki — zawierają informacje o łączności elektrycznej obwodu. Możesz wykorzystać tę „świadomość” łączności do weryfikacji projektu. Podczas kompilowania projektu oprogramowanie sprawdza błędy zgodnie z regułami ustawionymi na kartach Error Reporting i Connection Matrix w oknie dialogowym Options for Project. Podczas kompilacji projektu wszelkie wykryte naruszenia będą wyświetlane w panelu Messages .

Konfigurowanie raportowania błędów

Karta Error Reporting w oknie dialogowym Options for Project służy do ustawiania kontroli poprawności rysunkowej projektu. Ustawienia Report Mode pokazują poziom ważności naruszenia. Jeśli chcesz zmienić ustawienie, kliknij Report Mode obok naruszenia, które chcesz zmienić, i wybierz poziom ważności z listy rozwijanej. W tym samouczku użyjemy ustawień domyślnych na tej karcie.

Konfigurowanie macierzy połączeń

Podczas kompilacji projektu w pamięci budowana jest lista pinów w każdej sieci. Wykrywany jest typ każdego pinu (np. wejście, wyjście, pasywny itd.), a następnie każda sieć jest sprawdzana pod kątem tego, czy nie zawiera typów pinów, które nie powinny być ze sobą połączone — na przykład pin wyjściowy połączony z innym pinem wyjściowym. Karta Connection Matrix w oknie dialogowym Options for Project służy do konfigurowania, które typy pinów mogą łączyć się ze sobą. Na przykład spójrz na wpisy po prawej stronie diagramu macierzy i znajdź Output Pin. Przeczytaj w poprzek tego wiersza macierzy, aż znajdziesz kolumnę Open Collector Pin. Pole w miejscu ich przecięcia jest pomarańczowe, co oznacza, że pin wyjściowy połączony z pinem Open Collector na schemacie spowoduje wygenerowanie błędu podczas kompilacji projektu.

Możesz ustawić każdy typ błędu z osobnym poziomem, np. od braku raportu do błędu krytycznego. Kliknij kolorowe pole, aby zmienić ustawienie; klikaj dalej, aby przejść do następnego poziomu kontroli. Ustaw macierz tak, aby Unconnected Passive Pin generowało Error, jak pokazano na obrazie poniżej.

Macierz połączeń (Connection Matrix) definiuje, jakie warunki elektryczne są sprawdzane na schemacie; zwróć uwagę, że zmieniane jest ustawienie Unconnected - Passive Pin.

Changing the Connection Matrix:

1. Aby zmienić jedno z ustawień, kliknij kolorowe pole — będzie ono przełączać się cyklicznie między czterema możliwymi ustawieniami. Zwróć uwagę, że możesz right-click w obszarze macierzy, aby wyświetlić menu pozwalające przełączać wszystkie ustawienia jednocześnie, w tym opcję przywrócenia wszystkich do stanu Default (przydatne, jeśli przełączałeś ustawienia i nie pamiętasz ich wartości domyślnych).
2. Twój układ zawiera wyłącznie piny pasywne (na rezystorach, kondensatorach i złączu) oraz piny wejściowe (na tranzystorach). Zmieńmy to tak, aby macierz połączeń wykrywała niepodłączone piny pasywne. Znajdź wiersz Passive Pin po prawej stronie. Spójrz wzdłuż etykiet kolumn, aby znaleźć Unconnected. Pole w miejscu przecięcia tych wpisów wskazuje warunek błędu, gdy passive pin zostanie wykryty jako unconnected na schemacie. Ustawienie domyślne jest zielone, co oznacza, że nie zostanie wygenerowany żaden raport.
3. Klikaj to pole przecięcia, aż zmieni kolor na Pomarańczowy (jak pokazano na obrazie powyżej), aby podczas kompilacji projektu generowany był błąd dla niepodłączonych pinów pasywnych. Celowo utworzysz przykład tego błędu, aby sprawdzić to później w samouczku.

Konfigurowanie komparatora

Karta Comparator w oknie dialogowym Options for Project określa, które różnice między plikami będą zgłaszane lub ignorowane podczas kompilacji projektu. Zazwyczaj jedyny moment, gdy trzeba zmieniać ustawienia na tej karcie, to sytuacja, gdy dodajesz dodatkowe szczegóły do PCB, takie jak reguły projektowe, i nie chcesz, aby te ustawienia zostały usunięte podczas synchronizacji projektu. Jeśli potrzebujesz bardziej szczegółowej kontroli, możesz sterować komparatorem selektywnie, używając indywidualnych ustawień porównania.

Na potrzeby tego samouczka wystarczy potwierdzić, że opcja Ignore Rules Defined in PCB Only  jest włączona.

Kompilowanie projektu w celu sprawdzenia błędów

Kompilowanie projektu sprawdza błędy rysunkowe oraz błędy reguł elektrycznych w dokumentach projektowych i wyszczególnia wszystkie ostrzeżenia oraz błędy w panelu Messages . Skonfigurowałeś reguły na kartach Error Checking i Connection Matrix w oknie dialogowym Options for Project i jesteś gotowy, aby sprawdzić projekt.

Aby skompilować projekt i sprawdzić błędy, wybierz Home | Project » Compile.

Użyj panelu Messages , aby zlokalizować i rozwiązać błędy projektu; kliknij dwukrotnie błąd, aby przesunąć widok i przybliżyć do tego obiektu.

Compiling and checking for errors:

1. Aby skompilować projekt Multivibrator, wybierz Home | Project | Project » Compile.
2. Po skompilowaniu projektu wszystkie ostrzeżenia i błędy są wyświetlane w panelu Messages . Panel pojawi się automatycznie tylko wtedy, gdy zostaną wykryte błędy (nie wtedy, gdy są wyłącznie ostrzeżenia). Aby otworzyć go ręcznie, kliknij View | System | Messages.
3. Jeśli układ jest narysowany poprawnie, panel Messages nie powinien zawierać żadnych błędów, a jedynie komunikat Compile successful, no errors found. Jeśli są błędy, przejdź przez każdy z nich, sprawdzając układ i upewniając się, że całe okablowanie i połączenia są poprawne.

4. Teraz celowo wprowadzisz błąd do układu i ponownie skompilujesz projekt:

5. Kliknij kartę Multivibrator.SchDoc u góry okna projektu, aby arkusz schematu stał się aktywnym dokumentem.
6. Kliknij w środku przewodu, który łączy R1 z przewodem bazy Q1. Na obu końcach przewodu pojawią się małe, kwadratowe uchwyty edycyjne, a kolor zaznaczenia będzie wyświetlany jako linia kropkowana wzdłuż przewodu, co oznacza, że jest on zaznaczony. Naciśnij klawisz Delete na klawiaturze, aby usunąć przewód.
7. Ponownie skompiluj projekt (Home | Project | Project » Compile), aby sprawdzić błędy. Panel Messages wyświetli komunikaty ostrzegawcze informujące, że w układzie są niepodłączone piny.
8. Panel Messages jest podzielony poziomo na dwa obszary, jak pokazano na obrazie powyżej. Górny obszar zawiera listę wszystkich komunikatów, które można zapisać, skopiować, wykonać cross probe lub wyczyścić za pomocą menu right-click. Dolny obszar zawiera szczegóły ostrzeżenia/błędu aktualnie wybranego w górnym obszarze panelu.
9. Gdy klikniesz dwukrotnie błąd lub ostrzeżenie w dowolnym z obszarów panelu Messages , widok schematu przesunie się i przybliży do obiektu z błędem.

10. Zanim zakończysz tę część samouczka, naprawmy błąd na schemacie.

11. Ustaw arkusz schematu jako aktywny dokument.
12. Cofnij operację usunięcia (Ctrl+Z), aby przywrócić usunięty przewód.
13. Aby sprawdzić, że nie ma już żadnych błędów, ponownie skompiluj projekt (Home | Project | Project » Compile). Panel Messages nie powinien pokazywać żadnych błędów.
14. Zapisz również schemat i plik projektu.

Tworzenie nowego PCB

Zanim przeniesiesz projekt z edytora schematów do edytora PCB, musisz utworzyć pustą płytkę PCB, nadać jej nazwę i zapisać jako część projektu.

Pusta płytka PCB została dodana do projektu.

Adding a New Board to the Project:

1. Nową płytkę PCB można dodać do projektu za pomocą polecenia Home | Project | Project » Add new PCB.

2. PCB pojawi się jako Source Document w projekcie, jak pokazano poniżej. Right-click na ikonie PCB w panelu Projects, aby wybrać polecenie Save As i nadać mu nazwę Multivibrator.CSPcbDoc. Zwróć uwagę, że nie musisz wpisywać rozszerzenia pliku w oknie dialogowym Save As; zostanie ono dodane automatycznie.

3. Dodanie PCB spowodowało zmianę projektu. Zapisz projekt (right-click na nazwie pliku projektu w panelu Projects , a następnie wybierz Save Project).

Konfigurowanie kształtu i położenia płytki

Istnieje szereg atrybutów tej pustej płytki, które należy zmienić przed przeniesieniem projektu z edytora schematów, w tym:

Zadanie	Proces
Ustawienie punktu zerowego	Edytor PCB ma dwa punkty zerowe: Absolute Origin, który znajduje się w lewym dolnym rogu obszaru roboczego, oraz definiowany przez użytkownika Relative Origin, używany do określania bieżącej lokalizacji w obszarze roboczym. Częstą praktyką jest ustawienie Relative Origin w lewym dolnym rogu obrysu płytki. Punkt zerowy ustawia się w sekcji Grids and Units na karcie Home na wstążce.
Zmiana jednostek z imperialnych na metryczne	Bieżące jednostki obszaru roboczego są wyświetlane na pasku stanu, który znajduje się w lewym dolnym rogu obszaru roboczego, a także w sekcji Grids and Units na karcie Home na wstążce. W tym samouczku będą używane jednostki metryczne; aby zmienić jednostki, naciśnij Q na klawiaturze, aby przełączać między jednostkami imperialnymi i metrycznymi, lub kliknij przycisk  na wstążce.
Wybór odpowiedniej siatki przyciągania	Być może zauważyłeś, że bieżąca siatka przyciągania to 0,127 mm, czyli stara imperialna siatka 10 mil, przeliczona na metryczną. Aby w dowolnym momencie zmienić siatkę przyciągania, wybierz lub wpisz nową wartość w ustawieniu Snap Grid w sekcji Home | Grids and Units na wstążce. Ponieważ zaraz zdefiniujesz ogólny rozmiar płytki, można użyć bardzo zgrubnej siatki; wprowadź wartość . Siatki są też omówione bardziej szczegółowo w dalszej części samouczka.
Ponowne zdefiniowanie kształtu płytki do wymaganego rozmiaru	Kształt płytki jest pokazany jako czarny obszar z siatką. Domyślny rozmiar nowej płytki to 4x4 cale; płytka w samouczku ma 30 mm x 30 mm. Szczegóły procesu definiowania nowego kształtu płytki przedstawiono poniżej.
Konfigurowanie warstw używanych w projekcie	Oprócz warstw miedzi, czyli warstw elektrycznych, po których prowadzisz ścieżki, istnieją także ogólnego przeznaczenia warstwy mechaniczne oraz warstwy specjalne, takie jak opisy elementów (silkscreen), solder mask, paste mask itp. Warstwy elektryczne i pozostałe zostaną wkrótce skonfigurowane.

Setting the Origin and the Grid:

1. W oprogramowaniu używane są dwa punkty zerowe: Absolute Origin, który znajduje się w lewym dolnym rogu obszaru roboczego, oraz definiowany przez użytkownika Relative Origin, używany do określania bieżącej lokalizacji w obszarze roboczym. Przed ustawieniem punktu zerowego powiększaj widok w lewym dolnym rogu bieżącego kształtu płytki, aż siatka będzie dobrze widoczna. Aby to zrobić, ustaw kursor nad lewym dolnym rogiem kształtu płytki, a następnie naciskaj PgUp, aż widoczne będą zarówno siatka zgrubna (Coarse), jak i dokładna (Fine), jak pokazano na obrazach poniżej.
2. Aby ustawić Relative Origin, wybierz Home | Grids and Units | Origin » Set, ustaw kursor nad lewym dolnym rogiem kształtu płytki, a następnie kliknij lewym przyciskiem myszy, aby go ustawić.

Wybierz polecenie, ustaw kursor nad lewym dolnym rogiem kształtu płytki (obraz po lewej), a następnie kliknij, aby zdefiniować punkt zerowy (obraz po prawej).

3. Następnym krokiem jest wybranie odpowiedniej siatki przyciągania (snap grid), co podsumowano w tabeli powyżej. Siatkę ustawia się w sekcji Grids and Units na karcie Home w Ribbon. W trakcie projektowania dość często zmienia się siatki. Na przykład podczas rozmieszczania elementów możesz używać siatki zgrubnej, a do prowadzenia ścieżek – drobniejszej. Siatkę można zmienić, wybierając nową wartość z listy rozwijanej Snap Grid lub wpisując wymaganą wartość bezpośrednio w polu Snap Grid , a następnie naciskając Enter , aby zaakceptować wartość.
4. W tym samouczku będziesz używać siatki metrycznej; kliknij przycisk , aby przełączyć na Metric.
5. Pierwsza siatka, której użyjesz, to 5mm; wpisz tę wartość w polu Snap Grid.

Redefining the Board Shape:

1. Domyślny kształt płytki ma wymiary 4x4 cale. W tym samouczku rozmiar płytki to 30 mm x 30 mm. 
2. Aby oddalić widok i pokazać cały aktualnie używany obszar roboczy, kliknij View | Zoom | Zoom All (Ctrl+PgDn). Twój projekt powinien wyglądać podobnie do lewego obrazu poniżej.
3. Następnym krokiem jest zmiana kształtu płytki na 30 mm x 30 mm. Masz teraz do wyboru: albo ponownie zdefiniować kształt płytki (narysować go od nowa) albo edytować istniejący kształt płytki. Dla prostego kwadratu lub prostokąta wydajniej jest edytować istniejący kształt. Aby to zrobić, wybierz Home | Board | Board Shape » Edit Board Shape.

4. Wyświetlanie płytki zmieni się, a kształt zostanie pokazany na zielono. W każdym narożniku oraz na środku każdej krawędzi pojawią się uchwyty edycji, jak pokazano poniżej.

Zwróć uwagę, że kliknięcie w dowolnym miejscu innym niż uchwyt edycji lub krawędź kształtu spowoduje wyjście z trybu edycji kształtu płytki.

5. Celem jest zmiana rozmiaru kształtu tak, aby utworzyć płytkę 30 mm na 30 mm. Zgrubna widoczna siatka (Coarse) ma 25 mm (5x siatki przyciągania), a drobna widoczna siatka (Fine) ma 5 mm – posłuży to jako prowadnica. Możesz teraz albo przesunąć górną i prawą krawędź w dół i do środka, aby uzyskać właściwy rozmiar, albo przesunąć do środka trzy narożniki, pozostawiając ten w punkcie początkowym (origin) w bieżącym położeniu.
6. Aby przesunąć górną krawędź w dół, ustaw kursor nad krawędzią (ale nie nad uchwytem), a gdy kursor zmieni się w dwukierunkową strzałkę, kliknij i przytrzymaj, po czym przeciągnij krawędź do nowej pozycji tak, aby położenie kursora Y na pasku stanu wynosiło 30 mm.
7. Powtórz proces, aby przesunąć prawą krawędź do środka, ustawiając ją tak, aby położenie kursora X na pasku stanu wynosiło 30 mm.

Korzystaj z informacji o bieżącej pozycji na siatce w lewym dolnym rogu paska stanu, aby prowadzić się podczas zmiany kształtu płytki.

Kształt płytki został zmieniony na 30 mm x 30 mm, co wskazują bieżące pozycje siatki pokazane na pasku stanu.

8. Kliknij w dowolnym miejscu obszaru roboczego, aby wyjść z trybu edycji kształtu płytki.
9. Zapisz płytkę.

Przenoszenie projektu

Proces przenoszenia projektu z etapu schematu (capture) do etapu projektu PCB (board layout) uruchamia się poleceniem Update (Home | Project | Project » Update PCB Document Multivibrator.CSPcbDoc) na Ribbon edytora schematu (lub Home | Project | Project » Import Changes from Multivibrator.PrjPcb z Ribbon edytora PCB).

Po uruchomieniu tego polecenia projekt jest kompilowany i tworzony jest zestaw Engineering Change Orders (ECO), który:

• Wyświetla listę wszystkich komponentów użytych w projekcie oraz wymagany footprint dla każdego z nich. Podczas wykonywania ECO oprogramowanie spróbuje zlokalizować każdy footprint w aktualnie dostępnych bibliotekach lub w dostępnym Content Vault, a następnie umieści każdy z nich w obszarze roboczym PCB. Jeśli footprint nie jest dostępny, wystąpi błąd.
• Tworzy listę wszystkich sieci (połączonych pinów komponentów) w projekcie. Podczas wykonywania ECO oprogramowanie doda każdą sieć do PCB, a następnie spróbuje dodać piny należące do każdej sieci. Jeśli nie da się dodać pinu, wystąpi błąd – najczęściej dzieje się tak, gdy nie znaleziono footprintu albo pady w footprincie nie mapują się na piny w symbolu.
• Następnie przenoszone są dodatkowe dane projektowe, takie jak klasy sieci i komponentów.

Transferring the design from schematic capture to PCB layout:

1. Upewnij się, że Multivibrator.SchDoc jest aktywnym dokumentem.

2. Wybierz Home | Project | Project » Update PCB Document Multivibrator.CSPcbDoc z Ribbon. Projekt zostanie skompilowany i otworzy się okno dialogowe Engineering Change Order.

Dla każdej zmiany, którą trzeba wprowadzić w PCB, aby odpowiadała schematowi, tworzony jest osobny ECO.

3. Kliknij Validate Changes. Jeśli wszystkie zmiany zostaną zweryfikowane, obok każdej zmiany na liście Status pojawi się zielony znacznik wyboru. Jeśli zmiany nie zostaną zweryfikowane, zamknij okno dialogowe, sprawdź panel Messages i usuń wszelkie błędy.
4. Kliknij Execute Changes, aby wysłać zmiany do edytora PCB.
5. Po zakończeniu otworzy się docelowa płytka PCB z oknem dialogowym Engineering Change Order na wierzchu, a wpisy w kolumnie Done zostaną zaznaczone, jak pokazano na obrazie poniżej.
6. Kliknij, aby Close okno dialogowe i zakończyć proces przenoszenia.

7. Komponenty zostaną rozmieszczone poza obrysem płytki, gotowe do umieszczenia na płytce. Zanim rozpoczniesz rozmieszczanie komponentów, jest jeszcze kilka kroków, takich jak skonfigurowanie siatki rozmieszczania, warstw oraz reguł projektowych.

Możesz utworzyć raport ECO, klikając przycisk Report Changes w oknie dialogowym Engineering Change Order.

Konfigurowanie obszaru roboczego PCB

Po wykonaniu wszystkich ECO komponenty i sieci pojawią się w obszarze roboczym PCB po prawej stronie obrysu płytki.

Zanim zaczniemy rozmieszczać komponenty na płytce, musimy skonfigurować określone ustawienia obszaru roboczego PCB i płytki, takie jak warstwy, siatki i reguły projektowe.

Konfigurowanie wyświetlania warstw

Oprócz warstw używanych do wytworzenia płytki, w tym: warstw sygnałowych, warstw zasilania (power plane), warstw maski i warstw sitodruku, edytor PCB obsługuje również liczne inne, nieelektryczne warstwy. Warstwy są często grupowane w następujący sposób:

• Electrical layers - obejmuje 32 warstwy sygnałowe oraz 16 wewnętrznych warstw zasilania (power plane).
• Mechanical layers - istnieją 32 mechaniczne warstwy ogólnego przeznaczenia, używane do zadań projektowych takich jak wymiary, szczegóły produkcyjne, instrukcje montażowe lub zadania specjalne, np. warstwy kropek kleju. Warstwy te można selektywnie uwzględniać w wydrukach i generowaniu plików Gerber. Mogą też być parowane, co oznacza, że obiekty umieszczone na jednej z parowanych warstw w edytorze biblioteki zostaną przerzucone na drugą warstwę z pary, gdy komponent zostanie odwrócony na spód płytki.
• Special layers - obejmują one górną i dolną warstwę sitodruku, warstwy maski lutowniczej i maski pasty, warstwy wierceń, warstwę Keep-Out (używaną do definiowania granic elektrycznych), warstwę multilayer (dla padów i przelotek wielowarstwowych), warstwę połączeń, warstwę błędów DRC, warstwy siatki, warstwy otworów oraz inne warstwy typu „display”.

Atrybuty wyświetlania wszystkich warstw konfiguruje się w oknie dialogowym View Configurations. Aby je otworzyć:

• Wybierz View | View | Switch to 3D » View Configurations » View Configuration lub
• Kliknij ikonę bieżącej warstwy w lewym dolnym rogu obszaru roboczego.

Oprócz stanu wyświetlania warstw i ustawień kolorów, okno dialogowe View Configurations zapewnia także dostęp do innych ustawień wyświetlania, w tym:

• Sposób wyświetlania każdego typu obiektu (solid, draft lub hidden)oin na karcie Show/Hide okna dialogowego.
• Różne opcje widoku, np. czy mają być wyświetlane nazwy Pad Net i Pad Numbers, Origin Marker, czy Special Strings powinny być konwertowane itd. Konfiguruje się je na karcie View Options okna dialogowego.

Configuring the Layer Visibility:

1. Otwórz okno dialogowe View Configurations (View | View | Switch to 3D » View Configurations » View Configuration).
2. Na karcie Board Layers And Colors potwierdź, że dwie warstwy sygnałowe są widoczne.
3. Zwróć uwagę, że w tym oknie dialogowym sterujesz wyświetlaniem warstw masek, warstw sitodruku oraz warstw systemowych, takich jak DRC i siatki.
4. Aby ograniczyć wizualny „bałagan” podczas rozmieszczania i prowadzenia ścieżek, wyłącz wyświetlanie warstw mechanicznych, wszystkich warstw masek oraz warstw Drill Guide i Drill Drawing.
5. Przełącz na kartę View Options.
6. Potwierdź, że opcja Show Pad Nets jest włączona, a Net Names on Tracks Display jest ustawione na Single and Centered.
7. Kliknij OK, aby zaakceptować ustawienia i zamknąć okno dialogowe.

Warstwy fizyczne i Layer Stack Manager

Oprócz warstw sygnałowych i warstw zasilania (pełna miedź), edytor PCB zawiera fizyczne warstwy soldermask i silkscreen – wszystkie są wytwarzane jako część fizycznej płytki. Układ tych warstw określa się jako Layer Stack. Stos warstw konfiguruje się w Layer Stack Manager. Kliknij Home | Board | Layer Stack Manager, aby otworzyć okno dialogowe.

Okno dialogowe Layer Stack Manager służy do:

• Dodaj/usuń warstwy sygnałowe oraz warstwy płaszczyzn zasilania.
• Dodaj/usuń warstwy dielektryczne.
• Zmień kolejność warstw.
• Skonfiguruj typ Material dla warstw niebędących miedzią.
• Ustaw Thickness, Dielectric Material i Dielectric Constant warstwy.
• Zdefiniuj wartość Pullback (odstęp od krawędzi płaszczyzny do krawędzi płytki) dla warstw płaszczyzn.
• Zdefiniuj orientację komponentów dla tej warstwy (funkcja zaawansowana dostępna w wybranych produktach Altium).

Samouczkowa płytka PCB to prosty projekt i można ją poprowadzić jako płytkę jednostronną lub dwustronną. Grubości warstw pokazane poniżej zostały zmienione tak, aby używać sensownych wartości metrycznych.

Configuring the board layer stack:

1. Otwórz Layer Stack Manager. Dla nowej płytki domyślny stos warstw obejmuje: dielektryczny rdzeń, dwie warstwy miedzi, a także górną i dolną warstwę soldermaski (coverlay) oraz warstwy nadruku (silkscreen), jak pokazano na obrazie powyżej.
2. Nowe warstwy i płaszczyzny są dodawane poniżej aktualnie zaznaczonej warstwy; wykonuje się to przyciskiem Add Layer lub z menu po kliknięciu prawym przyciskiem myszy.
3. Właściwości warstw, takie jak materiał, grubość miedzi i właściwości dielektryczne, są uwzględniane po umieszczeniu Layer Stack Table i są również wykorzystywane do analizy integralności sygnału. Kliknij dwukrotnie w komórce, aby skonfigurować dane ustawienie. Na przykład ustawienia Thickness pokazane na obrazie poniżej zostały nieznacznie zmienione na bardziej odpowiednie wartości metryczne.
4. Gdy zakończysz przeglądanie opcji stosu warstw, przywróć wartości do tych pokazanych na obrazie poniżej, a następnie kliknij OK, aby zamknąć okno dialogowe.

Siatka imperialna czy metryczna?

Następnym krokiem jest wybór siatki odpowiedniej do rozmieszczania i prowadzenia połączeń komponentów. Wszystkie obiekty umieszczane w obszarze roboczym PCB są umieszczane na bieżącej siatce przyciągania (snap).

Tradycyjnie siatkę dobierano do rastra wyprowadzeń komponentów oraz technologii trasowania, którą planowano zastosować na płytce — tj. jak szerokie muszą być ścieżki i jaki odstęp jest potrzebny między ścieżkami. Podstawowa idea polega na tym, aby zarówno ścieżki, jak i odstępy były możliwie szerokie, co obniża koszty i poprawia niezawodność. Ostatecznie dobór ścieżka/odstęp wynika z tego, co da się osiągnąć w danym projekcie, a to sprowadza się do tego, jak ciasno trzeba upakować komponenty i prowadzenie połączeń, aby płytkę dało się rozmieścić i wytrasować.

Z czasem komponenty i ich wyprowadzenia znacząco zmalały, podobnie jak odstępy między wyprowadzeniami. Wymiary komponentów i rozstaw ich wyprowadzeń przeszły od dominującego systemu imperialnego z wyprowadzeniami przewlekanymi do częstszych wymiarów metrycznych z wyprowadzeniami do montażu powierzchniowego. Jeśli zaczynasz nowy projekt płytki, o ile nie ma istotnego powodu — na przykład projektujesz płytkę zamienną do istniejącego produktu (w systemie imperialnym) — lepiej pracować w metryce.

Dlaczego?

Ponieważ starsze komponenty imperialne mają duże wyprowadzenia i dużo miejsca między nimi. Z kolei małe elementy SMD są projektowane w oparciu o wymiary metryczne — to one wymagają wysokiej dokładności, aby wytworzony/zmontowany/działający produkt był poprawny i niezawodny. Ponadto edytor PCB bez problemu radzi sobie z trasowaniem do wyprowadzeń poza siatką, więc praca z komponentami imperialnymi nie jest uciążliwa.

Odpowiednie ustawienia siatki

Dla projektu takiego jak ten prosty układ z samouczka praktyczne ustawienia siatki i reguł projektowych mogłyby być następujące:

Ustawienie	Wartość	Gdzie
Szerokość trasowania	0,25 mm	Reguła projektowa Routing Width
Odstęp (clearance)	0,25 mm	Reguła projektowa Electrical Clearance
Siatka definicji płytki	5 mm	Cartesian Grid Editor
Siatka rozmieszczania komponentów	1 mm	Cartesian Grid Editor
Siatka trasowania	0,25 mm	Cartesian Grid Editor
Rozmiar przelotki	1 mm	Reguła projektowa Routing Via Style
Otwór przelotki	0,6 mm	Reguła projektowa Routing Via Style

Ta siatka trasowania jest dobierana nie tylko po to, aby umożliwić prowadzenie ścieżek możliwie blisko siebie i nadal spełniać wymagany odstęp; edytor PCB zarządza tym automatycznie. Chodzi o to, że ustawienie siatki równej (lub będącej ułamkiem) sumy ścieżka+odstęp ma nie tylko zapewnić zachowanie odstępów, ale też sprawić, by ścieżki były prowadzone tak, aby nie marnować potencjalnej przestrzeni na trasowanie — co łatwo może się zdarzyć przy użyciu bardzo drobnej siatki.

Ustawianie siatki przyciągania (Snap Grid)

Wartość siatki przyciągania można skonfigurować bezpośrednio na karcie Home na Wstążce albo w oknie dialogowym Cartesian Grid Editor (Home | Grids and Units | Properties).

Ustaw Snap Grid na 1 mm, aby przygotować się do pozycjonowania komponentów.

Defining the component placement snap grid:

1. Kliknij Home | Grids and Units | Properties, aby otworzyć okno dialogowe Cartesian Grid Editor . Do okna dialogowego Cartesian Grid Editor możesz też przejść bezpośrednio, używając skrótów klawiszowych Ctrl+G.
2. Wpisz wartość 1mm w polu Step X. Ponieważ pola X i Y są połączone, nie ma potrzeby definiowania wartości Step Y.
3. Aby siatka była widoczna przy niższych poziomach powiększenia, ustaw Multiplier na 5x Grid Step. Aby łatwiej odróżnić dwie siatki, ustaw, aby siatka Fine była wyświetlana jako jaśniejszy kolor Dots.
4. Kliknij OK, aby zamknąć okno dialogowe.

Konfigurowanie reguł projektowych

Main article: Odwołania do reguł projektowych PCB

Edytor PCB jest środowiskiem opartym na regułach, co oznacza, że podczas wykonywania działań zmieniających projekt — takich jak prowadzenie ścieżek, przesuwanie komponentów czy autorouting płytki — oprogramowanie monitoruje każdą czynność i sprawdza, czy projekt nadal spełnia reguły projektowe. Jeśli nie, błąd jest natychmiast wyróżniany jako naruszenie. Skonfigurowanie reguł projektowych przed rozpoczęciem pracy nad płytką pozwala skupić się na zadaniu projektowania, mając pewność, że wszelkie błędy projektowe zostaną od razu zasygnalizowane.

Reguły projektowe konfiguruje się w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor, jak pokazano poniżej (Home | Design Rules | Design Rules). Reguły dzielą się na 6 kategorii, które można dalej podzielić na typy reguł projektowych. Reguły obejmują wymagania elektryczne, trasowania, masek, płaszczyzn, produkcyjne oraz rozmieszczenia.

Reguły projektowe Routing Width

Projekt z samouczka zawiera szereg sieci sygnałowych oraz dwie sieci zasilania. Domyślna reguła szerokości trasowania (zakres reguły All) zostanie skonfigurowana na 0.25mm dla sieci sygnałowych, a następnie zostaną dodane dwie kolejne reguły ukierunkowane na sieci zasilania.

Zdefiniowano trzy reguły projektowe Routing Width: reguła o najniższym priorytecie dotyczy wszystkich sieci (All nets), a dwie reguły o wyższym priorytecie dotyczą sieci 12V i GND.

Configuring the Routing Width Rule for the signal nets:

1. Mając PCB jako aktywny dokument, otwórz PCB Rules and Constraints Editor.
2. Każda kategoria reguł jest wyświetlana w oknie dialogowym w folderze Design Rules (po lewej stronie). Kliknij dwukrotnie kategorię Routing, aby ją rozwinąć i zobaczyć powiązane reguły trasowania. Następnie kliknij dwukrotnie Width, aby wyświetlić aktualnie zdefiniowane reguły szerokości.
3. Kliknij raz istniejącą regułę Width, aby ją zaznaczyć. Po kliknięciu reguły po prawej stronie okna dialogowego wyświetlane są jej ustawienia, w tym: Where the Object Matches reguły (nazywany też scope reguły — czyli to, co ta reguła ma obejmować) w górnej sekcji oraz Constraints reguły poniżej.
4. Ponieważ ta reguła ma dotyczyć większości sieci w projekcie (sieci sygnałowych), upewnij się, że ustawienie Where the Object Matches ma wartość All.
5. Ustawienia w tej regule są domyślne dla nowej płytki PCB. Edytuj wartości Min Width, Preferred Width i Max Width i ustaw je na 0,25 mm. Zwróć uwagę, że ustawienia są odzwierciedlane w poszczególnych warstwach pokazanych na dole okna dialogowego. Wymagania można też konfigurować osobno dla każdej warstwy.
6. Reguła jest teraz zdefiniowana. Kliknij Apply, aby ją zapisać i pozostawić okno dialogowe otwarte.

Adding Routing Width Rules for the power nets:

1. Następnym krokiem jest dodanie i skonfigurowanie dwóch nowych reguł projektowych, aby określić szerokość trasowania dla sieci zasilania. Aby dodać i skonfigurować te reguły, otwórz PCB Rules and Constraints Editor.
2. Mając zaznaczoną istniejącą Width regułę w drzewie Design Rules po lewej stronie okna dialogowego, kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz New Rule, aby dodać nową Width regułę ograniczeń.

3. Pojawi się nowa reguła o nazwie Width_1. Kliknij nową regułę w drzewie Design Rules, aby skonfigurować jej właściwości.
4. Kliknij w pole Name po prawej stronie i wpisz w nim nazwę Width_12V.
5. W ustawieniu Where the Object Matches wybierz Net z listy rozwijanej, a następnie z drugiej listy rozwijanej wybierz sieć 12V, jak pokazano poniżej.

6. Ostatnim krokiem jest ustawienie ograniczeń (Constraints) dla reguły. Edytuj wartości Min Width / Preferred Width / Max Width na 0.25 / 0.5 / 0.5, odpowiednio, aby dopuścić szerokości prowadzenia ścieżek dla sieci zasilania w zakresie od 0,25 mm do 0,5 mm, jak pokazano poniżej.

7. Powtórz tę sekwencję kroków, aby zdefiniować kolejną regułę Routing Width Design Rule, która dotyczy sieci GND, z tymi samymi wartościami Constraints. Najłatwiej zrobić to, używając polecenia Duplicate Rule w menu pod prawym przyciskiem myszy, a następnie zmienić Name tej nowej reguły na Width_GND oraz Net na GND.
8. Kliknij Apply, aby zapisać reguły i pozostawić okno dialogowe otwarte.

Definiowanie ograniczenia odstępu elektrycznego (Electrical Clearance Constraint)

Kolejnym krokiem jest zdefiniowanie, jak blisko siebie mogą znajdować się obiekty elektryczne należące do różnych sieci. Wymaganie to jest obsługiwane przez Electrical Clearance Constraint. Na potrzeby samouczka odpowiedni jest odstęp 0.25mm pomiędzy wszystkimi obiektami. Zwróć uwagę, że wpisanie wartości w polu Minimum Clearance automatycznie zastosuje tę wartość do wszystkich pól w obszarze siatki na dole okna dialogowego. Obszar siatki musisz edytować tylko wtedy, gdy chcesz zdefiniować odstęp zależny od typu obiektu.

Defining the Electrical Clearance Constraint:

1. Rozwiń kategorię Electrical w drzewie Design Rules, a następnie rozwiń typ reguły Clearance .
2. Kliknij, aby zaznaczyć istniejące ograniczenie Clearance. Zwróć uwagę, że ta reguła ma dwa pola Full Query, ponieważ jest to Binary rule. Silnik reguł sprawdza każdy obiekt wskazany ustawieniem Where the First Object Matches i porównuje go z obiektami wskazanymi ustawieniem Where the Second Object Matches, aby potwierdzić, że spełniają określone ustawienia Constraints. Dla tego projektu odpowiednie jest zdefiniowanie jednego odstępu pomiędzy All obiektami.
3. W obszarze Constraints okna dialogowego ustaw Minimum Clearance na 0.25mm.
4. Kliknij Apply, aby zapisać regułę i pozostawić okno dialogowe otwarte.

Definiowanie stylu przelotki trasowania (Routing Via Style)

Jeśli wstawisz przelotkę z poziomu wstążki (Ribbon), jej wartości są określone przez wbudowane domyślne ustawienia prymitywów. Podczas trasowania i zmiany warstw przelotka jest dodawana automatycznie. W takiej sytuacji właściwości przelotki są definiowane przez obowiązującą regułę projektową Routing Via Style.

Defining the Routing Via Style Design Rule:

1. Rozwiń kategorię Routing w drzewie Design Rules, a następnie wybierz domyślną regułę projektową RoutingVias w sekcji Routing Via Style.
2. Ponieważ jest bardzo prawdopodobne, że sieci zasilania można poprowadzić po jednej stronie płytki, nie ma potrzeby definiowania osobnej reguły stylu przelotki dla sieci sygnałowych i osobnej dla sieci zasilania. Zmień ustawienia reguły na wartości sugerowane wcześniej w samouczku, tj. Via Diameter = 1mm oraz Via Hole Size = 0.6mm. Ustaw wszystkie pola (Minimum, Maximum, Preferred) na ten sam rozmiar. Zwróć uwagę, że możesz nacisnąć Tab na klawiaturze, aby przejść z jednego pola okna dialogowego do następnego.
3. Kliknij OK, aby zamknąć PCB Rules and Constraints Editor.
4. Zapisz plik PCB.

Istniejące naruszenie reguł projektowych (Design Rule Violation)

Być może zauważyłeś, że pady tranzystora wskazują naruszenie. Kliknij prawym przyciskiem myszy na naruszeniu i wybierz Violations w menu kontekstowym. Szczegóły pokazują, że występuje:

• Naruszenie Clearance Constraint
• Pomiędzy padem na warstwie MultiLayer a padem na warstwie MultiLayer
• Gdzie odstęp wynosi 0,22 mm, co jest mniejsze niż określone 0,25 mm

Rozmieszczanie komponentów na PCB

Istnieje powiedzenie, że projektowanie PCB to w 90% rozmieszczenie, a w 10% trasowanie. Choć można dyskutować o proporcjach, powszechnie przyjmuje się, że dobre rozmieszczenie komponentów jest kluczowe dla dobrego projektu płytki. Pamiętaj też, że podczas trasowania może być konieczne dopracowanie rozmieszczenia.

Opcje pozycjonowania i rozmieszczania komponentów

Domyślne zachowanie podczas przesuwania komponentu polega na „trzymaniu” go za punkt odniesienia (opcja Snap To Center) zdefiniowany w edytorze biblioteki PCB, a nie w miejscu, w które akurat kliknąłeś. Opcja Smart Component Snap pozwala nadpisać to zachowanie i przyciągać do najbliższego pada komponentu, co jest przydatne, gdy musisz ustawić konkretny pad w konkretnym miejscu.

Setting the component positioning options:

1. Wybierz File » System Preferences, aby otworzyć okno dialogowe Preferences.
2. Otwórz stronę PCB Editor - General okna dialogowego i w sekcji Editing Options upewnij się, że opcja Snap To Center jest włączona. Zapewnia to, że gdy „złapiesz” komponent, aby go ustawić, kursor będzie trzymał komponent za jego punkt odniesienia.
3. Zwróć uwagę na opcję Smart Component Snap. Jeśli jest włączona, możesz wymusić, aby oprogramowanie przyciągało do środka pada zamiast do punktu odniesienia, klikając i przytrzymując bliżej wymaganego pada niż punktu odniesienia komponentu. Jest to bardzo przydatne, jeśli potrzebujesz, aby konkretny pad znalazł się na konkretnym punkcie siatki. Może jednak przeszkadzać przy małych elementach SMD, ponieważ może utrudniać „złapanie” ich za punkt odniesienia.

Pozycjonowanie komponentów

Możesz teraz ustawić komponenty w odpowiednich miejscach na płytce.

Aby przesunąć komponent, wykonaj jedną z czynności:

• Click and Hold kliknij lewym przyciskiem myszy na komponencie, przesuń go w wymagane miejsce, a następnie zwolnij przycisk myszy, aby go umieścić, lub
• Uruchom polecenie Tools | Arrange | Move » Component, następnie kliknij pojedynczo, aby podnieść komponent, przesuń go w wymagane miejsce, a potem kliknij raz, aby go umieścić. Gdy skończysz, kliknij prawym przyciskiem myszy, aby wyjść z polecenia Move Component.

Komponenty rozmieszczone na płytce.

Positioning the components:

1. Powiększ widok, aby wyświetlić płytkę i komponent. Jednym ze sposobów jest oddalenie (PgDn), tak aby płytka i wszystkie komponenty były widoczne, right-click i wybierz View » View Area, a następnie kliknij, aby zdefiniować lewy górny i prawy dolny róg dokładnego obszaru, który chcesz oglądać.
2. Komponenty będą pozycjonowane zgodnie z bieżącą siatką przyciągania (Snap Grid). Dla prostego projektu, takiego jak ten, nie ma konkretnych wymagań projektowych narzucających, jakiej siatki rozmieszczenia użyć. Jako projektant decydujesz, jaka siatka będzie odpowiednia. Aby uprościć proces pozycjonowania komponentów, możesz pracować z grubszą siatką rozmieszczenia, np. 1 mm. Potwierdź, że Snap Grid jest ustawione na 1mm w zakładce Home na wstążce (Ribbon).
3. Komponenty w samouczku można rozmieścić jak na powyższym obrazie. Aby umieścić złącze Y1, ustaw kursor nad środkiem obrysu złącza, a następnie Click-and-Hold lewy przycisk myszy. Kursor zmieni się w krzyżyk i przeskoczy do punktu odniesienia elementu. Trzymając nadal wciśnięty przycisk myszy, przesuń mysz, aby przeciągnąć komponent.
4. Ustaw footprint bliżej lewej strony płytki (upewniając się, że cały komponent pozostaje w granicach obrysu płytki), jak pokazano na rysunku powyżej.
5. Gdy komponent złącza znajdzie się na miejscu, zwolnij przycisk myszy, aby go upuścić. Zwróć uwagę, jak linie połączeń przesuwają się razem z komponentem.
6. Przestaw pozostałe komponenty, korzystając z powyższego rysunku jako wskazówki. Użyj Spacebar, aby obracać komponenty (co 90º przeciwnie do ruchu wskazówek zegara) podczas ich przeciągania, tak aby linie połączeń wyglądały jak na rysunku.
7. Tekst komponentu można przestawiać w podobny sposób — kliknij i przeciągnij tekst, a następnie naciśnij Spacebar , aby go obrócić.
8. Edytor PCB zawiera również zaawansowane interaktywne narzędzia rozmieszczania. Użyjmy ich, aby upewnić się, że cztery rezystory są poprawnie wyrównane i równomiernie rozmieszczone.
9. Przytrzymując klawisz Shift, kliknij każdy z czterech rezystorów, aby je zaznaczyć, albo kliknij i przeciągnij ramkę zaznaczenia wokół wszystkich czterech. Wokół każdego zaznaczonego komponentu pojawi się zacieniowana ramka w kolorze ustawionym dla koloru systemowego Selections (ustawianego w oknie 2D System Colors ).
10. Kliknij prawym przyciskiem myszy dowolny z zaznaczonych komponentów, a następnie wybierz Align » Align , aby otworzyć okno Align Objects.
11. Wybierz Space Equally w sekcji Horizontal oraz Bottom w sekcji Vertical ; kliknij OK, aby zastosować zmiany. Cztery rezystory są teraz wyrównane (do najniżej położonego komponentu) i rozmieszczone w równych odstępach.

 

12. Kliknij w innym miejscu okna projektu, aby odznaczyć wszystkie rezystory. W razie potrzeby możesz również wyrównać kondensatory i tranzystory, choć może to nie być konieczne, ponieważ obecnie masz ustawioną zgrubną siatkę Snap Grid.

Gdy wszystko jest już ustawione, czas na trasowanie!

Interaktywne trasowanie płytki

Trasowanie to proces prowadzenia ścieżek i przelotek na płytce w celu połączenia wyprowadzeń komponentów. Edytor PCB ułatwia to zadanie, oferując zaawansowane interaktywne narzędzia trasowania, a także topologiczny autorouter, który optymalnie trasuje całą płytkę lub jej część po kliknięciu jednego przycisku. Choć autorouting zapewnia łatwy i wydajny sposób trasowania, zdarzają się sytuacje, w których potrzebujesz precyzyjnej kontroli nad przebiegiem ścieżek. W takich przypadkach możesz ręcznie trasować część lub całość płytki.

W tej części samouczka ręcznie wytrasujesz całą płytkę jednostronnie, ze wszystkimi ścieżkami na warstwie górnej. Narzędzia Interactive Routing pomagają maksymalizować wydajność i elastyczność trasowania w intuicyjny sposób, m.in. poprzez prowadzenie kursora przy układaniu ścieżek, trasowanie połączenia jednym kliknięciem, omijanie/przepychanie przeszkód oraz automatyczne podążanie za istniejącymi połączeniami — wszystko zgodnie z obowiązującymi regułami projektowymi.

Przygotowanie do interaktywnego trasowania

Zanim rozpoczniesz trasowanie, ważne jest skonfigurowanie opcji Interactive Routing dostępnych na stronie PCB Editor - Interactive Routing w oknie Preferences.

Preparing for interactive routing:

1. Ustaw listę rozwijaną Routing Conflict Resolution Current Mode na Stop At First Obstacle. Podczas trasowania możesz przełączać się interaktywnie między włączonymi trybami, naciskając Shift+R.
2. W obszarze Interactive Routing Options upewnij się, że opcja Automatically Remove Loops jest włączona. Ta opcja pozwala zmieniać istniejące prowadzenie, trasując alternatywną ścieżkę — tzn. prowadzisz nową ścieżkę aż do momentu, gdy połączy się ze starą (tworząc pętlę), a następnie klikasz prawym przyciskiem myszy, aby wskazać zakończenie. Oprogramowanie automatycznie usuwa wtedy starą, zbędną część trasowania.
3. Upewnij się, że obie opcje Interactive Routing Width / Via Size Sources są ustawione na Rule Preferred.
4. Ustaw Snap Grid na 0.25mm w Home | Grids and Units | Snap Grid.

Czas na trasowanie

• Interaktywne trasowanie uruchamia się, klikając przycisk Route —  _—  na karcie Home (lub naciskając klawisz skrótu R). Z menu rozwijanego musisz korzystać tylko wtedy, gdy chcesz wybrać jedną z pozostałych opcji trasowania.
• Ponieważ komponenty są w większości montowane powierzchniowo, płytka będzie trasowana na warstwie górnej. Podczas prowadzenia ścieżek na górnej warstwie korzystaj z ratsnest (linii połączeń) jako wskazówek.
• Ścieżki na PCB składają się z serii prostych odcinków. Za każdym razem, gdy zmienia się kierunek, zaczyna się nowy segment ścieżki. Ponadto domyślnie edytor PCB ogranicza ścieżki do orientacji pionowej, poziomej lub 45°, co pozwala łatwo uzyskać profesjonalne rezultaty. To zachowanie można dostosować do własnych potrzeb; w tym samouczku użyjemy ustawień domyślnych.
• Po dotarciu do docelowego pada right-click lub naciśnij Esc, aby zwolnić to połączenie — pozostaniesz w trybie Interactive Routing, gotowy do kliknięcia kolejnej linii połączenia.

Prosta animacja pokazująca trasowanie płytki. Zwróć uwagę, że wiele połączeń jest kończonych przy użyciu funkcji autouzupełniania Ctrl+Click.

Interactively routing the board:

1. Sprawdź, które warstwy są aktualnie widoczne, patrząc na zakładki warstw na dole obszaru roboczego. Jeśli Bottom Layer nie jest widoczna, naciśnij skrót L, aby otworzyć okno View Configurations i włączyć Bottom Layer.
2. Kliknij zakładkę Top Layer na dole obszaru roboczego, aby ustawić ją jako bieżącą (aktywną) warstwę, na której będziesz trasować.
3. Często łatwiej jest trasować w trybie pojedynczej warstwy. Możesz nacisnąć Shift+S, aby przełączać tryb pojedynczej warstwy włącz/wyłącz.
4. Kliknij Home | Routing | Route » Interactive Routing lub kliknij prawym przyciskiem myszy i wybierz Interactive Routing z menu kontekstowego. Kursor zmieni się w celownik, co oznacza, że jesteś w trybie interaktywnego trasowania.
5. Ustaw kursor nad dolnym padem złącza Y1. Gdy zbliżysz kursor do pada, automatycznie „przyciągnie” się on do środka pada; jest to funkcja Snap To Object Hotspot , która pulling kursor do środka najbliższego obiektu elektrycznego (skonfiguruj Range przyciągania w oknie Board Options ). Czasami funkcja Snap To Object Hotspot przyciąga kursor, gdy tego nie chcesz. W takiej sytuacji naciśnij klawisz Ctrl, aby tymczasowo zablokować tę funkcję.
6. Left-Click lub naciśnij Enter, aby zakotwiczyć pierwszy punkt ścieżki.
7. Przesuń kursor w kierunku dolnego pada rezystora R1, a następnie kliknij, aby umieścić pionowy segment. Zwróć uwagę, że segmenty ścieżki są wyświetlane na różne sposoby (jak na obrazie poniżej). Podczas trasowania segmenty są pokazywane jako:
   • Solid — segment został umieszczony.
   • Hatched — segmenty kreskowane są proponowane, ale jeszcze niezatwierdzone; zostaną umieszczone po kliknięciu lewym przyciskiem myszy.
   • Hollow — to tzw. segment look-ahead. Pozwala określić, gdzie powinien zakończyć się ostatni proponowany segment. Ten segment not jest umieszczany po kliknięciu. Tryb look-ahead można włączać/wyłączać skrótem 1 podczas trasowania.

Zwróć uwagę, że segmenty są wyświetlane w różny sposób.

8. Trasuj ręcznie, używając Left-Clicking, aby zatwierdzać segmenty ścieżki, kończąc na dolnym padzie R1. Zwróć uwagę, że każde kliknięcie myszy umieszcza kreskowany segment(y). Dla połączenia, które aktualnie trasujesz, naciśnij Backspace, aby „rip up” (usunąć) ostatnio umieszczony segment.
9. Zamiast trasować aż do docelowego pada, możesz też nacisnąć Ctrl+Left Click, aby użyć funkcji Auto-Complete i natychmiast wytrasować całe połączenie. Auto-complete działa w następujący sposób:
   • Wybiera najkrótszą ścieżkę, która nie zawsze jest najlepsza, ponieważ zawsze trzeba brać pod uwagę trasy dla innych połączeń, które dopiero będą prowadzone. Jeśli jesteś w trybie Push (widocznym na pasku stanu podczas trasowania), Auto-complete może przepychać istniejące trasy, aby dotrzeć do celu.
   • W przypadku dłuższych połączeń ścieżka Auto-Complete może nie być zawsze dostępna, ponieważ trasa jest mapowana sekcja po sekcji i w związku z tym pełne zmapowanie między padem źródłowym a docelowym może nie być możliwe.
   • Możesz także użyć Auto-complete bezpośrednio na padzie lub linii połączenia.
10. Kontynuuj trasowanie wszystkich połączeń na płytce.
11. Użyj technik opisanych powyżej, aby poprowadzić ścieżki między pozostałymi komponentami na płytce. Prosta animacja powyżej pokazuje interaktywne trasowanie płytki.
12. Nie ma jednego, jedynego rozwiązania trasowania płytki, dlatego nieuniknione jest, że zechcesz zmienić prowadzenie ścieżek. Edytor PCB zawiera funkcje i narzędzia, które w tym pomagają, i są one omówione w kolejnych sekcjach.
13. Zapisz projekt po zakończeniu trasowania.

Wskazówki dotyczące trasowania

Pamiętaj o następujących kwestiach podczas trasowania:

Skrót klawiszowy	Zachowanie
~ (tylda)  lub  Shift+F1	Wyświetla menu  interaktywnych skrótów — większość ustawień można zmieniać „w locie”, naciskając odpowiedni skrót lub wybierając opcję z menu.
*  lub  Ctrl+Shift+WheelRoll	Przełącza na następną dostępną warstwę sygnałową. Przelotka jest dodawana automatycznie zgodnie z obowiązującą regułą projektową Routing Via Style.
Shift+R	Przełączaj się między włączonymi trybami rozwiązywania konfliktów. Włącz wymagane tryby na stronie PCB Editor - Interactive Routing Preferences .
Shift+S	Włączaj i wyłączaj tryb pojedynczej warstwy. Jest to idealne rozwiązanie, gdy na wielu warstwach znajduje się dużo obiektów.
Spacebar	Przełącz bieżący kierunek narożnika.
Shift+Spacebar	Przełączaj się między różnymi trybami narożników ścieżek. Dostępne style to: dowolny kąt, 45°, 45° z łukiem, 90° oraz 90° z łukiem. Na stronie PCB Editor - Interactive Routing Preferences dostępna jest opcja ograniczenia tego do 45° i 90°.
Ctrl+Left-Click	Automatycznie dokończ prowadzone połączenie. Autouzupełnianie nie powiedzie się, jeśli występują nierozwiązywalne konflikty z przeszkodami.
Ctrl	Tymczasowo wstrzymaj Hotspot Snap lub naciśnij Shift + E , aby przełączać się między trzema dostępnymi trybami (wył. / wł. dla bieżącej warstwy / wł. dla wszystkich warstw).
End	Odśwież ekran.
PgUp / PgDn	Powiększ / pomniejsz, centrowane wokół bieżącej pozycji kursora. Alternatywnie użyj standardowych skrótów Windows do powiększania kółkiem myszy i przesuwania (pan).
Backspace	Usuń ostatni zatwierdzony segment ścieżki.
Right-click  lub  ESC	Porzuć bieżące połączenie, pozostając w trybie Interactive Routing.

Tryby Interactive Routing

Silnik Interactive Routing w edytorze PCB obsługuje wiele różnych trybów, z których każdy pomaga radzić sobie w określonych sytuacjach. Naciśnij skrót Shift+R, aby przełączać się między tymi trybami podczas interaktywnego prowadzenia. Zwróć uwagę, że bieżący tryb jest wyświetlany na pasku stanu.

Dostępne tryby interaktywnego prowadzenia obejmują:

• Ignore - ten tryb pozwala umieszczać ścieżki w dowolnym miejscu, także nad istniejącymi obiektami, wyświetlając, ale dopuszczając potencjalne naruszenia.
• Stop at first obstacle - w tym trybie prowadzenie jest zasadniczo ręczne; gdy tylko zostanie napotkana przeszkoda, segment ścieżki zostanie przycięty, aby uniknąć naruszenia.
• Push - ten tryb spróbuje przesunąć obiekty (ścieżki i przelotki), które można przestawić bez naruszeń, aby zrobić miejsce dla nowego prowadzenia.

Modyfikowanie i ponowne prowadzenie

Aby zmodyfikować istniejącą trasę, są dwa podejścia: reroute lub re-arrange.

Ponowne poprowadzenie istniejącej trasy

• Nie ma potrzeby usuwania połączenia (un-route), aby zdefiniować jego przebieg na nowo. Kliknij przycisk Route i rozpocznij prowadzenie nowej ścieżki.
• Funkcja Loop Removal automatycznie usunie wszelkie zbędne segmenty ścieżek (i przelotki), gdy tylko zamkniesz pętlę i klikniesz prawym przyciskiem myszy, aby wskazać zakończenie (Loop Removal zostało włączone wcześniej w samouczku).
• Możesz rozpocząć i zakończyć nową trasę w dowolnym punkcie, przełączając warstwy w razie potrzeby.
• Możesz także tworzyć tymczasowe naruszenia, przełączając się na tryb Ignore Obstacle (jak pokazano w animacji poniżej), a następnie je rozwiązać.

Prosta animacja pokazująca użycie funkcji Loop Removal do modyfikacji istniejącego prowadzenia.

Przearanżowanie istniejących tras

• Aby interaktywnie przesuwać (slide) lub przeciągać (drag) segmenty ścieżek po płytce, kliknij, przytrzymaj i przeciągnij, jak pokazano w animacji poniżej.
• Edytor PCB automatycznie zachowa kąty 45/90 stopni z połączonymi segmentami, skracając i wydłużając je w razie potrzeby.

Animacja pokazująca przeciąganie ścieżek użyte do uporządkowania istniejącego prowadzenia.

Wskazówki dotyczące przeciągania ścieżek

• Podczas przeciągania obowiązują również tryby rozwiązywania konfliktów prowadzenia (Ignore, Push). Naciśnij Shift+R, aby przełączać się między trybami podczas przeciągania segmentu ścieżki.
• Istniejące pady i przelotki będą przeskakiwane, albo przelotki zostaną przepchnięte, jeśli będzie to konieczne i możliwe.  
• Aby zamienić narożnik 90 stopni na prowadzenie 45 stopni, rozpocznij przeciąganie na wierzchołku narożnika. Jeśli pojawi się okno wyboru (jak pokazano w animacji powyżej), możesz wybrać dowolny z segmentów ścieżki.
• Podczas przeciągania możesz przesunąć kursor i użyć hotspot snap do przyciągnięcia go do istniejącego, nieruchomego obiektu, takiego jak pad (pokazano powyżej). Użyj tego, aby wyrównać nową lokalizację segmentu do istniejącego obiektu i uniknąć dodawania bardzo krótkich segmentów.
• Aby podzielić pojedynczy segment, najpierw go zaznacz, a następnie ustaw kursor nad środkowym wierzchołkiem, aby dodać nowe segmenty (pokazano powyżej).
• Zmień domyślny tryb „zaznacz, a potem przeciągnij” za pomocą opcji Unselected via/track i Selected via/track na stronie PCB Editor - Interactive Routing w oknie dialogowym Preferences.

Automatyczne trasowanie płytki

Konfigurowanie autoroutera

CircuitStudio zawiera również topologiczny autorouter. Topologiczny autorouter używa innej metody mapowania przestrzeni trasowania — takiej, która nie jest ograniczona geometrycznie. Zamiast używać informacji o współrzędnych obszaru roboczego jako układu odniesienia (dzieląc go na siatkę), topologiczny autorouter buduje mapę, wykorzystując wyłącznie względne położenia przeszkód w przestrzeni, bez odwoływania się do ich współrzędnych.

Mapowanie topologiczne to technika analizy przestrzennej, która trianguluje przestrzeń pomiędzy sąsiadującymi przeszkodami. Ta triangulowana mapa jest następnie używana przez algorytmy trasowania do „przeplatania się” pomiędzy parami przeszkód od punktu startowego trasy do punktu końcowego. Największe zalety tego podejścia to niezależność mapy od kształtu (przeszkody i ścieżki trasowania mogą mieć dowolny kształt) oraz możliwość poruszania się w przestrzeni pod dowolnym kątem — algorytmy trasowania nie są ograniczone wyłącznie do ścieżek pionowych lub poziomych, jak w przypadku routerów o ekspansji prostokątnej (rectilinear).

Przekładając to na interfejs użytkownika, router ma dostępnych wiele różnych przebiegów trasowania (routing passes), takich jak Fan Out to Plane, Main, Memory, Spread, Recorner itd. Są one łączone w Routing Strategy, którą następnie można uruchomić na płytce. W oknie dialogowym Routing Strategies dostępnych jest już wiele predefiniowanych strategii, a nowe można łatwo tworzyć za pomocą Strategy Editor.

Wybierz istniejącą strategię trasowania lub utwórz nową w edytorze strategii (Strategy Editor).

Uruchamianie autoroutera

• Autorouter jest konfigurowany i uruchamiany z menu Tools | Autoroute | Autoroute na wstążce (Ribbon). Wybranie All z menu otwiera okno dialogowe Routing Strategies, które służy do konfigurowania strategii, wyboru wymaganej strategii i uruchomienia autoroutera.
• Autorouter będzie trasował na warstwach dozwolonych przez regułę projektową Routing Layers, w kierunkach określonych w oknie dialogowym autoroutera Layer Directions (tam, gdzie to możliwe).

Poniższe obrazy pokazują wyniki autoroutingu przy użyciu strategii Default two Layer Board Strategy po lewej oraz strategii zdefiniowanej przez użytkownika po prawej (wybrane przebiegi trasowania są pokazane na obrazie powyżej).

Wyniki autoroutingu dla domyślnej strategii dwuwarstwowej (obraz po lewej) oraz strategii zdefiniowanej przez użytkownika (obraz po prawej).

Exploring the capabilities of the autorouter:

1. Usuń trasowanie płytki, wybierając Home | Routing | Unroute » All na wstążce.
2. Wybierz Tools | Autoroute | Autoroute » All. Otworzy się okno dialogowe Situs Routing Strategies. Górny obszar okna dialogowego wyświetla Routing Setup Report;; ostrzeżenia i błędy są pokazane na czerwono. Always Sprawdź ostrzeżenia i błędy! Dolna połowa okna dialogowego pokazuje dostępne Routing Strategies;; wybrane będzie podświetlone. Dla tej płytki domyślnie powinna być ustawiona strategia Default 2 Layer Board.
3. Kliknij przycisk Route All w oknie dialogowym Situs Routing Strategies. Panel Messages wyświetla przebieg procesu autoroutingu. Ponieważ trasuje on płytkę bezpośrednio w oknie edycji PCB, nie ma potrzeby zmagać się z eksportem i importem plików tras.
4. Aby trasować płytkę jednostronnie, kliknij przycisk Edit Layer Directions w oknie dialogowym Situs Routing Strategies i zmodyfikuj pole Current Setting. Alternatywnie możesz zmodyfikować regułę projektową Routing Layers .
5. Co ciekawe, autorouter preferuje wymagającą płytkę, często dając lepsze wyniki na gęstym, bardziej złożonym projekcie niż na prostej płytce. Aby poprawić jakość końcowego wyniku, wybierz ponownie Autoroute » All, ale tym razem wybierz strategię trasowania Cleanup. Ta strategia spróbuje wyprostować trasy, zmniejszając liczbę narożników. W razie potrzeby możesz uruchomić strategię Cleanup wielokrotnie. Jeśli nic się nie zmienia, możesz spróbować interaktywnie poprowadzić połączenie w zawiły sposób, a następnie ponownie uruchomić strategię Cleanup.
6. Jeśli chcesz zachować wyniki autoroutingu, zapisz dokument PCB. W przeciwnym razie użyj Undo lub zamknij/otwórz, aby przywrócić płytkę do wymaganego stanu trasowania.

Konfigurowanie wyświetlania naruszeń reguł

CircuitStudio ma dwie techniki wyświetlania naruszeń reguł projektowych, każda z własnymi zaletami. Są one konfigurowane na stronie PCB Editor - DRC Violations Display w oknie dialogowym Preferences:

• Violation Overlay- Naruszenia są identyfikowane przez podświetlenie prymitywu powodującego błąd kolorem wybranym dla znaczników błędów DRC (konfigurowane w oknie dialogowym View Configurations; naciśnij L, aby je otworzyć). Domyślnie, przy oddaleniu widoku prymitywy są pokazywane jako jednolity kolor, a w miarę przybliżania zmienia się to na wybrany Violation Overlay Style. Domyślnie jest to Style B, tj. okrąg z krzyżykiem w środku.
• Violation Details - Gdy przybliżysz jeszcze bardziej, dodawane są (jeśli włączone) Violation Detail, które opisują charakter błędu. Użyj suwaka Show Violation Detail, aby określić, przy jakim poziomie powiększenia mają zacząć się wyświetlać Szczegóły naruszenia. Włącz wymagane opcje Display w oknie dialogowym Preferences.

Naruszenia są pokazywane jako jednolita czerwień (obraz po lewej); w miarę przybliżania zmienia się to na Nakładkę (obraz środkowy), a przy jeszcze większym przybliżeniu dodawane są Szczegóły naruszenia.

Przygotowanie do uruchomienia kontroli reguł projektowych (DRC):

1. Otwórz okno dialogowe View Configurations (View|View |Switch to 3D » View Configurations » View Configuration). Na karcie Board Layers And Colors upewnij się, że pole wyboru Show obok opcji DRC Error Markers w sekcji System Colors jest włączone (zaznaczone), aby znaczniki błędów DRC były wyświetlane.
2. Potwierdź, że system Online DRC (Design Rule Checking) jest włączony na stronie PCB Editor - General okna dialogowego Preferences. Pozostaw okno dialogowe Preferences otwarte; przełącz się na stronę PCB Editor - DRC Violations Display tego okna.
3. Strona PCB Editor - DRC Violations Display okna dialogowego Preferences służy do konfiguracji sposobu wyświetlania naruszeń w obszarze roboczym. Dostępne są dwie różne metody wyświetlania naruszeń, każda z własnymi zaletami.
4. Na potrzeby samouczka kliknij prawym przyciskiem w obszarze Display na stronie PCB Editor - DRC Violations Display okna dialogowego Preferences, a następnie wybierz Show Violation Details - Used; kliknij prawym przyciskiem ponownie i wybierz Show Violation Overlay - Used (jak pokazano na obrazie powyżej).
5. Teraz możesz sprawdzić projekt pod kątem błędów.

Konfigurowanie narzędzia sprawdzającego reguły

Projekt jest sprawdzany pod kątem naruszeń przez uruchomienie Design Rule Checker. Kliknij przycisk Design Rule Check -

- na karcie Home wstążki, aby otworzyć okno dialogowe. W tym oknie konfiguruje się zarówno DRC online, jak i wsadowe.

Opcje raportu DRC

• Domyślnie okno dialogowe otwiera się z wybraną stroną DRC Report Options w drzewie po lewej stronie (pokazano poniżej).
• Po prawej stronie okna dialogowego wyświetlana jest lista ogólnych opcji raportowania. Aby uzyskać więcej informacji o opcjach, naciśnij F1, gdy kursor znajduje się nad oknem dialogowym (spróbuj drugi raz, jeśli za pierwszym nie załaduje się). Pozostaw te opcje w ustawieniach domyślnych.

Reguły DRC do sprawdzenia

• Testowanie konkretnych reguł konfiguruje się w sekcji Rules to Check okna dialogowego. Wybierz tę stronę w drzewie po lewej stronie, aby wyświetlić wszystkie typy reguł (pokazano poniżej). Możesz też przeglądać je według typu, na przykład Electrical, wybierając odpowiednią stronę po lewej stronie okna.
• Dla większości typów reguł dostępne są pola wyboru dla Online (sprawdzaj w trakcie pracy) oraz Batch (sprawdź tę regułę po kliknięciu przycisku Run Design Rule Check ).
• Kliknij, aby włączyć/wyłączyć reguły zgodnie z potrzebą. Alternatywnie kliknij prawym przyciskiem, aby wyświetlić menu kontekstowe. To menu pozwala szybko przełączać ustawienia Online i Batch. Wybierz pozycję Batch DRC - Used On, jak pokazano na obrazie poniżej.

Uruchamianie kontroli reguł projektowych (DRC)

Po kliknięciu przycisku Run Design Rule Check na dole okna dialogowego zostanie uruchomione DRC.

• Pojawi się panel Messages i wyświetli wszystkie wykryte błędy.
• Jeśli opcja Create Report File była włączona na stronie Report Options okna dialogowego, w osobnej karcie dokumentu otworzy się Design Rule Verification Report . Przykładowy raport pokazano poniżej.
• Poniżej podsumowania naruszonych reguł znajdą się szczegółowe informacje o każdym naruszeniu.
• Linki w raporcie są aktywne. Kliknij błąd, aby wrócić do płytki i obejrzeć ten błąd na płytce. Zwróć uwagę, że poziom powiększenia dla tej akcji kliknięcia jest konfigurowany na stronie System - General Settings okna dialogowego Preferences. Możesz poeksperymentować, aby znaleźć poziom powiększenia, który Ci odpowiada.

 

Identyfikowanie stanu błędu

Gdy dopiero zaczynasz pracę z oprogramowaniem, długa lista naruszeń może początkowo wydawać się przytłaczająca. Dobrym podejściem do zarządzania tym jest wyłączanie i włączanie reguł w oknie dialogowym Design Rule Check na różnych etapach procesu projektowego. Nie zaleca się wyłączania samych reguł projektowych, a jedynie ich sprawdzania. Na przykład zawsze wyłączaj sprawdzanie Un-Routed Net, dopóki płytka nie zostanie w pełni poprowadzona.

• Gdy na płytce z samouczka uruchomisz wsadowe DRC, pojawią się cztery naruszenia ograniczeń odstępu (clearance), co oznacza, że zmierzone wartości są mniejsze niż minimalne wartości określone w odpowiedniej regule (regułach) projektowej. Wiesz już, jak zlokalizować te naruszenia (kliknij link w pliku raportu lub kliknij dwukrotnie w panelu Messages), a korzystając ze Szczegółów naruszenia możesz zrozumieć stan błędu.
• Poniższy obraz pokazuje Szczegóły naruszenia dla jednego z błędów ograniczenia odstępu, wskazanego białymi strzałkami i tekstem 0.25mm. Następnym krokiem jest ustalenie, jaka jest wartość rzeczywista, aby wiedzieć, o ile warunek nie został spełniony.

Szczegóły naruszenia pokazują, że odstęp między tymi dwoma padami
jest mniejszy niż 0,25 mm; nie podają jednak rzeczywistego odstępu.

Poza samym pomiarem odległości istnieją dwa podejścia do ustalenia, o ile reguła nie została spełniona:

• podmenu Violations dostępne po kliknięciu prawym przyciskiem, lub
• panel PCB Rules and Violations.

Podmenu Naruszenia

Podmenu Violations dostępne po kliknięciu prawym przyciskiem zostało opisane wcześniej w sekcji Existing Design Rule Violation.

• Poniższy obraz pokazuje, jak podmenu Violations przedstawia zmierzony stan w odniesieniu do wartości określonej przez regułę.

Kliknij prawym przyciskiem naruszenie, aby sprawdzić, jaka reguła jest naruszana oraz jakie są warunki naruszenia.

Panel PCB Rules and Violations

Drugim sposobem zrozumienia stanu błędu jest użycie panelu PCB Rules and Violations.

• Kliknij przycisk View | PCB | Rules and Violations, aby wyświetlić panel.

• Kliknij raz naruszenie, aby przejść do tego naruszenia; kliknij dwukrotnie naruszenie, aby otworzyć okno dialogowe Violation Details.

Usuwanie naruszenia

Jako projektant musisz ustalić najbardziej odpowiedni sposób usunięcia każdego naruszenia reguł projektowych. Istnieją dwa sposoby rozwiązania tego ograniczenia odstępu:

• Zmniejszyć rozmiar padów footprintu tranzystora, aby zwiększyć odstęp między padami, lub
• Skonfigurować reguły tak, aby dopuszczały mniejszy odstęp między padami footprintu tranzystora.

Ponieważ odstęp 0,25 mm jest dość hojny, a rzeczywisty odstęp jest dość bliski tej wartości (0,22 mm), dobrym wyborem w tej sytuacji będzie skonfigurowanie reguł tak, aby dopuszczały mniejszy odstęp. Można to zrobić w istniejącej regule projektowej Clearance Constraint, jak pokazano poniżej.

• Wartość TH Pad - to - TH Pad zostaje zmieniona na 0.22mm w obszarze siatki ograniczeń reguły. Aby edytować komórkę, najpierw ją zaznacz, a następnie naciśnij F2.
• To rozwiązanie jest w tej sytuacji akceptowalne, ponieważ jedynym innym komponentem z padami przewlekanymi jest złącze, które ma pady rozstawione w odległości ponad 1 mm.

Dobra robota! Ukończyłeś układ PCB i jesteś gotowy do przygotowania dokumentacji wyjściowej. Zanim to zrobisz, przyjrzyjmy się możliwościom 3D edytora PCB.

Wyświetlanie płytki w 3D

Potężną funkcją CircuitStudio jest możliwość wyświetlania płytki jako obiektu trójwymiarowego. Aby przełączyć się do widoku 3D, kliknij przycisk Switch to 3D 

(grupa View | View), albo użyj skrótu 3. Płytka zostanie wyświetlona jako obiekt trójwymiarowy; płytka z samouczka jest pokazana poniżej.

Możesz płynnie przybliżać widok, obracać go, a nawet „wejść” do wnętrza płytki, korzystając z następujących elementów sterowania:

• Zooming - Ctrl + Right-drag myszą lub Ctrl + Roll mouse-wheel, albo klawiszami PgUp / PgDn.
• Panning - Right-drag myszą lub standardowymi w Windows kontrolkami kółka myszy.
• Rotation - Shift + Right-drag mouse. Zwróć uwagę, że po naciśnięciu Shift w bieżącej pozycji kursora pojawia się kula kierunkowa, jak pokazano na obrazie poniżej. Ruch obrotowy modelu odbywa się wokół środka kuli (ustaw kursor przed naciśnięciem Shift, aby ustawić kulę) przy użyciu następujących kontrolek. Poruszaj myszą, aby podświetlić i wybrać każdą z nich:
  • Przeciągnij kulę prawym przyciskiem myszy, gdy podświetlony jest Center Dot — obrót w dowolnym kierunku.
  • Przeciągnij kulę prawym przyciskiem myszy, gdy podświetlony jest Horizontal Arrow — obrót widoku wokół osi Y.
  • Przeciągnij kulę prawym przyciskiem myszy, gdy podświetlony jest Vertical Arrow — obrót widoku wokół osi X.
  • Przeciągnij kulę prawym przyciskiem myszy, gdy podświetlony jest Circle Segment — obrót widoku wokół płaszczyzny Z.

Przytrzymaj Shift, aby wyświetlić kulę kierunkową widoku 3D, a następnie kliknij i przeciągnij prawy przycisk myszy, aby obracać.

Wskazówki dotyczące pracy w 3D

• Naciśnij L, aby otworzyć okno dialogowe View Configurations, gdy płytka jest w 3D Layout Mode, w którym możesz skonfigurować opcje wyświetlania obszaru roboczego 3D. Dostępne są opcje wyboru różnych kolorów powierzchni i obszaru roboczego, a także skalowania w pionie, co jest przydatne podczas oglądania wnętrza PCB. Niektóre powierzchnie mają ustawienie nieprzezroczystości — im większa nieprzezroczystość, tym mniej „światła” przenika przez powierzchnię, co sprawia, że obiekty znajdujące się za nią są mniej widoczne. Możesz też wybrać wyświetlanie brył 3D lub renderowanie obiektów 3D w kolorze ich warstwy (2D).
• Aby wyświetlać komponenty w 3D, każdy komponent musi mieć odpowiedni model 3D.
• Możesz zaimportować model 3D w formacie STEP do footprintu komponentu w edytorze bibliotek; wstaw obiekt 3D Body, a następnie wybierz typ Generic STEP Model, aby osadzić model STEP wewnątrz tego obiektu 3D Body.
• Sprawdź 3D Content Central w poszukiwaniu modeli komponentów w formacie STEP. 
• Jeśli nie ma dostępnego odpowiedniego modelu STEP, utwórz własny kształt komponentu, umieszczając wiele obiektów 3D Body w footprintcie w edytorze bibliotek.

Dokumentacja wyjściowa

Teraz, gdy ukończyłeś projekt i układ PCB, możesz przygotować dokumentację wyjściową potrzebną do przeglądu, wykonania i montażu płytki.

Ostatecznym celem jest wykonanie i zmontowanie płytki.

Dostępne typy wyjść

Ponieważ w produkcji PCB istnieje wiele technologii i metod, CircuitStudio potrafi generować liczne typy wyjść do różnych zastosowań:

Wyjścia montażowe

• Rysunki montażowe — pozycje i orientacje komponentów dla każdej strony płytki.
• Pliki Pick and Place — używane przez zrobotyzowane maszyny do umieszczania komponentów na płytce.

Wyjścia dokumentacyjne

• Rysunki złożone (Composite) — gotowy montaż płytki, w tym komponenty i ścieżki.
• Wydruki PCB 3D — widoki płytki z perspektywy trójwymiarowej.
• Wydruki schematu — rysunki schematu użyte w projekcie.

Wyjścia produkcyjne (fabrication)

• Złożone rysunki wierceń (Composite Drill Drawings) — pozycje i średnice otworów (z użyciem symboli) dla płytki na jednym rysunku.
• Rysunki/przewodniki wierceń (Drill Drawing/Guides) — pozycje i średnice otworów (z użyciem symboli) dla płytki na oddzielnych rysunkach.
• Wydruki finalnych klisz (Final Artwork Prints) — łączy różne wyjścia produkcyjne w jedno wyjście do druku.
• Pliki Gerber — tworzy dane produkcyjne w formacie Gerber.
• Pliki NC Drill — tworzy dane produkcyjne do użycia przez numerycznie sterowane wiertarki.
• ODB++ — tworzy dane produkcyjne w formacie bazy danych ODB++.
• Wydruki warstw zasilania (Power-Plane Prints) — tworzy rysunki warstw wewnętrznych i dzielonych plane’ów.
• Wydruki masek lutowniczej/pasty (Solder/Paste Mask Prints) — tworzy rysunki maski lutowniczej i maski pasty.
• Standard IPC-2581 — tworzy oparty na XML format pojedynczego pliku, który zawiera bogaty zakres danych do produkcji płytki — od szczegółów stackupu warstw po pełne informacje o padach/trasowaniu/komponentach oraz Bill Of Materials (BOM).

Wyjścia raportów

• Bill of Materials — tworzy listę części i ilości (BOM) w różnych formatach wymaganych do wytworzenia płytki.
• Raport Single Pin Nets — tworzy raport z listą sieci, które mają tylko jedno połączenie.
• Electrical Rules Check — sformatowany raport z wynikami uruchomienia Electrical Rules Check.

Pojedyncze wyjścia lub zarządzane generowanie wyjść

CircuitStudio ma dwa oddzielne mechanizmy konfiguracji i generowania wyjść:

1. Individually - ustawienia dla każdego typu wyjścia są przechowywane w pliku projektu. W razie potrzeby selektywnie generujesz dane wyjście, korzystając z opcji na karcie Outputs. Te wyjścia są zapisywane w folderze określonym w ustawieniu Output Path na karcie Options w oknie dialogowym Options for PCB Project.
2. Managed Release - wszystkie ustawienia wyjść są przechowywane w specjalnym pliku w folderze projektu. Następnie generujesz wszystkie włączone wyjścia jednym działaniem, używając okna dialogowego Generate Output Files. Takie podejście daje pewność, że wszystkie właściwe wyjścia zostały wygenerowane z tej samej wersji źródłowych plików schematu i PCB. Okno dialogowe jest dostępne albo z przycisku Project | Project Actions | Generate Outputs, albo z pozycji menu Home | Project | Project » Generate outputs. Te wyjścia są zapisywane w folderze o nazwie \Default Configuration. Po skonfigurowaniu i włączeniu każdego wymaganego Outputera kliknij w oknie dialogowym przycisk Generate, aby wygenerować wyjścia w folderze \Default Configuration.

Preparing for a managed release:

1. Okno dialogowe Generate Output Files można otworzyć w dowolnym momencie: gdy schemat jest otwarty, gdy PCB jest otwarte lub gdy nie jest otwarty żaden dokument. Kliknij przycisk   na karcie Project, aby otworzyć okno dialogowe. Zwróć uwagę, że po otwarciu okna dialogowego specjalny plik przechowujący ustawienia wyjść jest automatycznie tworzony w folderze projektu, a w związku z tym plik projektu zostanie oznaczony jako zmodyfikowany.
2. Zwróć uwagę na listę Outputers , które są uwzględnione. Na potrzeby samouczka będziesz używać outputera Gerber Files oraz outputera Bill of Materials.
3. Kliknij Configure... powiązane z Gerber Files, aby otworzyć okno dialogowe Gerber Setup, które zostanie skonfigurowane w kolejnych krokach.

Konfigurowanie plików Gerber

• Gerber nadal jest najczęściej spotykaną formą transferu danych pomiędzy projektowaniem płytki a jej produkcją.
• Każdy plik Gerber odpowiada jednej warstwie fizycznej płytki — opisowi komponentów, górnej warstwie sygnałowej, dolnej warstwie sygnałowej, górnej warstwie maski lutowniczej itd. Zaleca się skonsultowanie z producentem płytek jego wymagań przed dostarczeniem plików wyjściowych potrzebnych do wykonania projektu.
• Jeśli płytka ma jakiekolwiek otwory, należy również wygenerować plik NC Drill, używając tych samych jednostek, rozdzielczości oraz ustawień pozycjonowania na kliszy.
• Pliki Gerber konfiguruje się w oknie dialogowym Gerber Setup. Jeśli zamierzasz użyć podejścia zarządzanego wydania, otwórz okno dialogowe Gerber Setup z okna dialogowego Generate Output Files, klikając Configure powiązane z pozycją Gerber Files.

Configuring Gerber generation:

1. W oknie dialogowym Generate Output Files kliknij Configure... powiązane z wyjściem Gerber Files. Otworzy się okno dialogowe Gerber Setup, jak pokazano na obrazie powyżej. 
2. Ponieważ płytka została zaprojektowana w systemie metrycznym, ustaw Units na Millimeters na karcie General okna dialogowego.
3. Najmniejsza jednostka użyta na płytce to 0,25 mm dla trasowania i odstępów, ale ponieważ większość komponentów ma punkt odniesienia w swoim geometrycznym środku (i była rozmieszczana na siatce 1 mm), niektóre ich pady będą w rzeczywistości leżeć na siatce 0,01. Ustaw Format na 4:3 na karcie General. Zapewnia to, że rozdzielczość danych wyjściowych jest więcej niż wystarczająca, aby objąć te położenia siatki. Zwróć uwagę, że plik NC Drill must always musi być skonfigurowany tak, aby używał tych samych Units i Format. 
4. Na karcie Layers kliknij przycisk Plot Layers, a następnie wybierz Used On. Zwróć uwagę, że warstwy mechaniczne mogą być włączone; zwykle nie są one 'Gerbered' samodzielnie. Zamiast tego często są dołączane, jeśli zawierają szczegóły wymagane na innych warstwach, na przykład znacznik położenia do wyrównania, który jest potrzebny w każdym pliku Gerber. W takim przypadku opcje Mechanical Layer(s) to Add to All Plots po prawej stronie okna dialogowego służą do dołączenia tych szczegółów do innej warstwy. Wyłącz wszystkie warstwy mechaniczne, które zostały włączone w obszarze Layers To Plot .
5. Na karcie Advanced okna dialogowego potwierdź, że opcja Position on Film jest ustawiona na Reference to relative origin. Uwaga: plik NC Drill must always musi być skonfigurowany tak, aby używał tej samej opcji Position on Film. 
6. Kliknij OK , aby zaakceptować pozostałe ustawienia domyślne i zamknąć okno dialogowe Gerber Setup .
7. Ustawienia Gerber zostały skonfigurowane. Następnym krokiem jest skonfigurowanie pozostałych danych wyjściowych. W tym samouczku w kolejnych krokach skonfigurujesz również BoM.

Konfigurowanie zestawienia materiałów (Bill of Materials)

CircuitStudio zawiera wysoce konfigurowalną funkcję generowania BOM, która potrafi tworzyć dane wyjściowe w różnych formatach, w tym: tekst, CSV, PDF, HTML oraz Excel. BOM w formacie Excel mogą mieć również zastosowany szablon — jeden z predefiniowanych lub własny.

• Dane wyjściowe BoM konfiguruje się w oknie dialogowym Bill of Materials For Project. Jeśli zamierzasz użyć podejścia z zarządzanym wydaniem (managed release), okno dialogowe Bill of Materials For Project otwierasz z okna dialogowego Generate Output Files.
• Po lewej stronie okna dialogowego znajduje się lista wszystkich atrybutów komponentów dla wszystkich elementów w projekcie. Zaznacz pole wyboru przy każdym atrybucie, który chcesz uwzględnić w BOM, i odznacz pola przy atrybutach, które chcesz usunąć.
• Domyślne ustawienia BOM grupują podobne komponenty. Grupowanie realizuje się przez dodanie atrybutów komponentów do obszaru Grouped Columns w oknie dialogowym. Kliknij i przeciągnij te atrybuty z Grouped Columns i upuść je w obszarze All Columns, jeśli wolisz, aby każdy komponent był w BOM w osobnym wierszu.
• Główny obszar siatki w oknie dialogowym to zawartość zapisywana do BoM. W tym obszarze możesz kliknąć i przeciągnąć, aby zmienić kolejność kolumn, kliknąć nagłówek kolumny, aby sortować według tej kolumny, użyć ctrl+klik, aby wykonać sortowanie podrzędne według tej kolumny, zdefiniować filtry oparte na wartościach dla kolumny za pomocą małej listy rozwijanej w nagłówku każdej kolumny oraz kliknąć prawym przyciskiem myszy, aby wymusić dopasowanie kolumn do bieżącej szerokości okna dialogowego.
• Generator BOM pobiera informacje ze schematu. Włącz opcję Include Parameters From PCB, aby uzyskać dostęp do informacji z PCB, takich jak położenie i strona płytki (pamiętaj, że tej funkcji można też użyć do skonfigurowania i wygenerowania konfigurowalnego pliku pick and place, jeśli jest wymagany).

Domyślna konfiguracja nowego BoM polega na grupowaniu podobnych komponentów.

Ten BoM został przekonfigurowany tak, aby prezentować każdy komponent jako unikalny wpis.

Mapping design data into the BoM:

Mapowanie danych projektu do BoM

Dane projektu mogą zostać przekazane z CircuitStudio do zestawienia materiałów w Excelu poprzez umieszczenie w szablonie Excela, używanym do tworzenia BOM, specjalnych instrukcji.

Podczas tworzenia szablonu zestawienia materiałów w Excelu można użyć kombinacji pól i kolumn, aby określić pożądany układ. Kilka przykładowych szablonów jest dostarczanych z CircuitStudio w folderze \Templates plików użytkownika instalacji. Lista dostępnych pól została przedstawiona poniżej.

Pola

Pola dostarczają informacji na poziomie projektu. Zwykle nie są one przypisane do każdej pozycji w BOM, lecz często są używane w nagłówku dokumentu. Pola stosuje się w formacie:

Field=FieldName

Przykładem może być Field=Currency

Dostępne pola obejmują:

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

Parametry dokumentu i projektu

Oprócz domyślnych pól wymienionych w tabeli powyżej, jako pola można również używać parametrów dokumentu schematu (zarówno domyślnych, jak i zdefiniowanych przez użytkownika w oknie dialogowym Document Options schematu) oraz parametrów projektu (okno dialogowe Options for PCB Project).

Wprowadza się je jako:

Field=ParameterName

Jeśli ten sam parametr istnieje zarówno jako parametr dokumentu, jak i parametr projektu, pierwszeństwo ma parametr projektu. Jeśli ten sam parametr dokumentu istnieje w wielu dokumentach, pierwszeństwo ma parametr dokumentu znajdujący się wyżej w hierarchii.

Poniżej znajdują się domyślne parametry dokumentu, nazywane również parametrami systemowymi.

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

Kolumny

Kolumny dostarczają informacji podawanych dla każdego komponentu i zwykle pojawiają się w każdej linii BOM. Kolumny definiuje się przez wpisanie nagłówka kolumny w formacie:

Column=ColumnName

Przykładem może być Column=Description lub Column=LibRef

Informacje w kolumnach mogą pochodzić z kilku źródeł, w tym:

• Domyślne parametry komponentów (takie jak Designator lub Description)
• Parametry zdefiniowane przez użytkownika dodane do komponentów
• Dane PCB
• Dane dostawców

Zostały one omówione osobno poniżej.

Parametry domyślne

Te nazwy kolumn (ColumnNames) są dostępne dla wszystkich komponentów:

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

Parametry PCB

Do BOM można również dołączyć informacje pick and place z PCB. Aby użyć tych kolumn, w oknie dialogowym konfiguracji BOM musi być zaznaczone pole wyboru Include Parameters From PCB.

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

Dane dostawców

Możliwe jest pobieranie danych online od dostawców i wprowadzanie ich do BOM. Pamiętaj, że są one aktualizowane na bieżąco i pobierane w momencie generowania BOM. Dla każdego komponentu można skonfigurować wielu dostawców. W poniższej tabeli opisano je jako Supplier Info x — zastąp x odpowiednim numerem.

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

Jeśli właśnie edytowałeś parametry na schemacie i chcesz zobaczyć je w BoM, zapisz edytowane dokumenty i ponownie skompiluj projekt przed wygenerowaniem BoM.