Criando e Configurando o Documento da PCB

Agora você está pronto para criar uma PCB.

Adicionando um documento PCB ao projeto

Antes de transferir o projeto do editor de esquemáticos para o editor de PCB, você precisa criar uma PCB em branco, dar um nome a ela e salvá-la como parte do projeto.

1. Clique com o botão direito do mouse na entrada do projeto no painel Projects e selecione o comando Add New to Project » PCB no menu de contexto. Um novo documento PCB será aberto, e uma entrada correspondente aparecerá vinculada ao projeto no painel Projects, abaixo da entrada Source Documents.

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2. Clique com o botão direito do mouse na entrada do documento PCB no painel Projects e selecione o comando Save As. A caixa de diálogo Save As será aberta, pronta para salvar o documento no mesmo local do arquivo do projeto. Digite o nome Multivibrator no campo File name e clique no botão Save.

3. A adição da PCB alterou o projeto. Portanto, salve o projeto localmente clicando com o botão direito do mouse na entrada do projeto no painel Projects e selecionando Save.

Antes de transferir o projeto do editor de esquemáticos, também alteraremos alguns atributos da nova PCB.

Definindo a origem e as unidades de medida

Main page: Trabalhando com o sistema de ajuste do cursor

O editor de PCB tem duas origens: a origem absoluta, que fica no canto inferior esquerdo do espaço de projeto, e a origem relativa, que pode ser definida pelo usuário e é usada para determinar a posição atual no espaço de projeto. As coordenadas dos objetos em um documento PCB são definidas em relação à origem relativa. As coordenadas exibidas na barra de status também são relativas a essa origem. Uma prática comum é definir a origem relativa no canto inferior esquerdo do contorno da placa.

1. Amplie o canto inferior esquerdo do contorno atual da placa para visualizar facilmente as grades grossa e fina, conforme mostrado nas imagens abaixo.

2. Para definir a origem relativa, selecione o comando Edit » Origin » Set nos menus principais, posicione o cursor sobre o canto inferior esquerdo do contorno da placa e clique.

   

3. Selecione o comando View » Toggle Units nos menus principais para alterar as unidades de medida do documento PCB de mils para milímetros.

   Observe as coordenadas e a grade na barra de status para verificar rapidamente as unidades de medida em uso.

   

Editando o contorno da placa

Main pages: Definindo o contorno da placa

O contorno padrão da placa é de 6 x 4 polegadas. Neste tutorial, você alterará o tamanho da placa para 30 x 30 mm.

1. Selecione uma grade de ajuste adequada. Durante o processo de projeto, é bastante comum alterar as grades. Por exemplo, você pode usar uma grade mais grossa durante o posicionamento dos componentes e uma grade mais fina para o roteamento. Selecione o comando View » Grids » Set Global Snap Grid nos menus principais e insira 5 no campo da caixa de diálogo Snap Grid que será aberta. Em seguida, clique em OK para fechar a caixa de diálogo.

   

2. Reduza o zoom para exibir toda a placa, incluindo suas bordas.

3. A alteração do contorno da placa é feita no modo de planejamento da placa. Selecione o comando View » Board Planning Mode nos menus principais para alternar para esse modo (atalho: 1). A exibição mudará, e a área da placa passará a ser mostrada em verde.

   

4. No modo de planejamento da placa, o editor de PCB oferece vários comandos para alterar o contorno da placa. Para um quadrado ou retângulo simples, é mais eficiente editar o contorno existente. A grade grossa visível é de 25 mm (5x a grade de ajuste), e a grade fina visível é de 5 mm; elas podem ser usadas como guia.

   1. Selecione Design » Edit Board Shape nos menus principais.

   2. Alças de edição aparecerão em cada canto e no centro de cada borda, conforme mostrado no vídeo abaixo.

      Observe que clicar em qualquer lugar que não seja uma alça de edição ou uma borda do contorno fará com que você saia do modo de edição do contorno da placa.

   3. Você pode deslizar a borda superior para baixo e a borda direita para a esquerda para obter o tamanho correto. Para deslizar a borda superior para baixo, posicione o cursor sobre a borda (mas não sobre uma alça). Quando o cursor mudar para uma seta de duas pontas, clique e mantenha o botão pressionado. Em seguida, arraste a borda para a nova posição, de modo que a coordenada Y do cursor seja 30mm na barra de status, conforme mostrado no vídeo abaixo.

   4. Repita o processo para mover a borda direita para dentro, posicionando-a quando a coordenada X do cursor for 30mm na barra de status.

   5. Clique em qualquer lugar do espaço de projeto para sair do modo de edição do contorno da placa.

5. Selecione o comando View » 2D Layout Mode nos menus principais para retornar ao modo de layout 2D (atalho: 2).

6. Agora que o contorno foi definido, você pode ajustar a grade (View » Grids » Set Global Snap Grid) para um valor adequado ao posicionamento dos componentes, por exemplo, 1 mm.

7. Salve o documento PCB localmente clicando com o botão direito do mouse em sua entrada no painel Projects e selecionando Save no menu de contexto.

O tamanho da placa foi definido, e as unidades, a origem e a grade foram configuradas.

Configurando os padrões dos objetos da PCB

Quando você posiciona um objeto no espaço de projeto do editor de PCB, o Altium Designer define a forma e as propriedades do objeto com base em:

• An applicable design rule – se houver uma regra definida que se aplique ao objeto, suas propriedades serão definidas a partir dessa regra. Por exemplo, durante uma mudança de camada no roteamento interativo, uma via é adicionada automaticamente com suas propriedades de tamanho e diâmetro do furo obtidas da regra de projeto de estilo de via de roteamento aplicável.

• Default settings – se não houver uma regra de projeto aplicável ou se ela não se aplicar, as propriedades do objeto serão definidas a partir das configurações padrão da página Editor de PCB – Padrões da caixa de diálogo Preferences. Por exemplo, se você executar o comando Place » Via, o Altium Designer não saberá se essa via fará parte de uma rede e, portanto, apresentará uma via com o tamanho definido nas configurações padrão.

Como parte deste tutorial, você configurará as propriedades padrão dos designadores e comentários dos componentes. Essas propriedades serão aplicadas a esses textos dos componentes quando eles forem posicionados na PCB.

1. Clique no botão  na parte superior da área de projeto para abrir a caixa de diálogo Preferences e, em seguida, expanda a categoria PCB Editor na árvore à esquerda e selecione a entrada Defaults nessa categoria para abrir a página PCB Editor – Defaults.

   

2. Selecione Designator em Primitive List para exibir as propriedades padrão desse objeto. Confirme se as opções estão definidas da seguinte forma:

   • A opção Autoposition está definida como Left-Above. Esse é o local padrão em que esse texto fica quando o componente é girado. O texto pode ser reposicionado interativamente a qualquer momento durante o processo de projeto.

   • O valor de Text Height está definido como 1.5mm.

   • A opção Font Type está definida como TrueType, e Font está definido como Arial.

   

3. Selecione Comment em Primitive List e confirme se a visibilidade do comentário está definida como oculta (o botão à direita do campo Value é exibido como ). Essa é uma configuração padrão comum. Os textos de comentário dos componentes podem ser exibidos seletivamente durante o processo de projeto, se necessário.

   

4. Clique em OK para salvar as alterações e fechar a caixa de diálogo Preferences.

Transferência do projeto da captura esquemática para o layout da PCB

Main page: Como manter os esquemáticos e a PCB sincronizados

O projeto é transferido diretamente entre o editor de esquemáticos e o editor de PCB; nenhum arquivo intermediário de netlist é criado. Isso pode ser feito selecionando o comando Design » Update PCB Document <PCBDocumentName> nos menus principais do editor de esquemáticos. Ao executar esse comando, é criado um conjunto de ordens de alteração de engenharia (ECO), que:

• Listam todos os componentes usados no projeto e o footprint necessário para cada um. Quando as ECOs são executadas, o Altium Designer tenta localizar cada footprint e posicioná-lo na área de projeto da PCB.

• Uma lista de todas as nets (pinos de componentes conectados) é criada. Quando as ECOs são executadas, o Altium Designer adiciona cada net à PCB e, em seguida, tenta adicionar os pinos que pertencem a cada net. Se um pino não puder ser adicionado, ocorrerá um erro. Isso acontece com mais frequência quando o footprint não é encontrado ou quando os pads do footprint não correspondem aos pinos do símbolo.

• Em seguida, dados adicionais do projeto são transferidos, como classes de nets e de componentes.

Em outras palavras, uma ECO é criada para cada alteração que precisa ser feita na PCB para que ela corresponda ao esquemático.

1. Clique na aba do documento esquemático na parte superior da área de projeto para torná-lo o documento ativo.

2. Selecione o comando Design » Update PCB Document Multivibrator.PcbDoc nos menus principais para abrir a caixa de diálogo Engineering Change Order.

   

3. Clique no botão  no canto inferior esquerdo da caixa de diálogo. Se todas as alterações forem validadas, uma marca de verificação verde aparecerá ao lado de cada alteração na coluna Status – Check da caixa de diálogo.

   

   Se as alterações não forem validadas, feche a caixa de diálogo, verifique o painel Messages e resolva os erros.

4. Se todas as alterações forem validadas, clique no botão  para enviar as alterações ao editor de PCB. À medida que cada alteração for realizada, uma marca de verificação aparecerá na coluna Status – Done da caixa de diálogo.

   

5. Quando todas as alterações tiverem sido concluídas, a PCB será aberta atrás da caixa de diálogo Engineering Change Order. Agora você pode fechar a caixa de diálogo.

6. Os componentes estão posicionados fora da placa e prontos para o posicionamento. Observe também que os pads de componentes da mesma net estão conectados entre si por linhas de conexão. 

   

Há algumas etapas a concluir antes de iniciar o processo de posicionamento dos componentes, como configurar a grade de posicionamento e as camadas.

Configuração da exibição das camadas

Main page: Sua visualização da PCB

A visualização da placa é feita de cima, ou seja, olhando para a placa ao longo do eixo Z. O editor de PCB é um ambiente de projeto em camadas; os objetos que você posiciona nas camadas de sinal se tornam cobre quando a placa é fabricada, os textos que você insere nas camadas de serigrafia são impressos na superfície da placa, e as notas que você insere nas camadas mecânicas se tornam instruções no desenho de montagem que você imprime.

Você projeta a placa olhando de cima para esse empilhamento de camadas, posicionando componentes nos lados superior e inferior da placa (Top Layer / Bottom Layer) e outros objetos de projeto nas camadas de cobre, serigrafia, máscara e mecânicas à medida que desenvolve o projeto. Os atributos de exibição das camadas e outras camadas são configurados no painel View Configuration.

1. Abra o painel View Configuration. Para isso, clique no botão  no canto inferior direito da área de projeto e selecione View Configuration no menu.

2. Na região Layers da aba Layers and Colors do painel, confirme se as camadas de sinal Top Layer e Bottom Layer estão visíveis (o controle de visibilidade à esquerda das entradas de camada é exibido como ).

   

3. Para reduzir a "poluição visual" durante o posicionamento e o roteamento, desative a exibição de Component Layer Pairs (exceto as camadas Overlay), Mechanical Layers e das camadas Drill Guide e Drill Drawing.

   

4. Na região Additional Options da aba View Options do painel, confirme se as opções Pad Nets e Pad Numbers estão habilitadas.

   

Configuração do empilhamento de camadas da placa

Main page: Definição do empilhamento de camadas

As camadas físicas de uma PCB (camadas de sinal, de plano e dielétricas) e outros aspectos relacionados à estrutura física da PCB, como tipos de vias e perfis de impedância, são configurados no Gerenciador de Empilhamento de Camadas.

A PCB deste tutorial é um projeto simples que pode ser roteado como uma placa de dupla face com vias passantes.

1. Abra o Gerenciador de Empilhamento de Camadas. Para isso, selecione o comando Design » Layer Stack Manager nos menus principais do editor de PCB. Para uma nova placa, o empilhamento padrão é composto por um núcleo dielétrico, duas camadas de cobre e as camadas superior e inferior de máscara de solda e de serigrafia.

   

2. Para simplificar o gerenciamento de camadas, certifique-se de que a opção Stack Symmetry esteja habilitada na região Board do painel Properties (se o painel não estiver visível, clique no botão  no canto inferior direito da área de projeto e selecione Properties no menu). Com essa opção habilitada, as camadas são adicionadas em pares correspondentes, centralizados em torno da camada dielétrica intermediária.

   

3. Para usar um material em uma camada específica (ou em um par de camadas, se a simetria estiver habilitada), clique no botão  na célula Material da camada desejada para abrir a caixa de diálogo Select Material.

   

   Selecione os materiais das camadas da seguinte forma:

   • Camadas de máscara de solda (Top Solder e Bottom Solder) – SM-001

   • Camadas de sinal (Top Layer e Bottom Layer) – CF-004

   • Camada dielétrica (Dielectric 1) – Core-043

   

4. Clique na aba Via Types na parte inferior do Gerenciador de Empilhamento de Camadas e confirme se há um tipo Thru 1:2 definido.

   

5. Salve as alterações feitas no Gerenciador de Empilhamento de Camadas selecionando o comando File » Save to PCB nos menus principais.

6. Feche o Gerenciador de Empilhamento de Camadas clicando com o botão direito do mouse na aba correspondente, na parte superior da área de projeto, e selecionando o comando Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup] no menu de contexto.

Configuração da grade de ajuste

Main page: Como trabalhar com grades e guias

A próxima etapa é selecionar uma grade adequada para posicionar os componentes. Todos os objetos são posicionados na área de projeto da PCB de acordo com a grade de ajuste atual.

1. Se o painel Properties ainda não estiver visível, exiba-o clicando no botão  no canto inferior direito da área de projeto e selecionando Properties no menu que se abre. O painel exibe as propriedades do objeto selecionado ou, se nenhum objeto estiver selecionado, as propriedades do documento da PCB.

2. Na região Grid Manager da aba General do painel, selecione a entrada Global Board Snap Grid e clique no botão . A caixa de diálogo Cartesian Grid Editor será aberta.

   

3. Na caixa de diálogo Cartesian Grid Editor:

   1. Certifique-se de que o campo Step X tenha o valor 1mm. Como os campos X e Y estão vinculados, não é necessário definir o valor de Step Y.

   2. Clique na amostra de cor da grade Fine e selecione uma cor mais clara na caixa de diálogo Choose Color que se abre (por exemplo, selecione a cor na linha 34 da aba Basic – ).

   3. Para a grade Coarse, selecione Lines na lista suspensa e clique no controle Darker para definir automaticamente sua cor para um tom mais escuro que a cor atual da grade fina. Isso facilitará a distinção entre as grades fina e grossa.

   4. Certifique-se de que Multiplier esteja definido como 5x Grid Step. Isso tornará a grade visível em níveis de zoom menores.

   

4. Clique em OK para fechar a caixa de diálogo. A exibição da grade será atualizada na área de projeto. 

   

5. Salve o documento da PCB localmente clicando com o botão direito do mouse na entrada correspondente no painel Projects e selecionando Save no menu de contexto.