Creating and Configuring the PCB Document

Agora já está pronto para criar uma PCB.

Adicionar um Documento PCB ao Projeto

Antes de transferir o design do editor de Esquemático para o editor de PCB, tem de criar a PCB em branco e, em seguida, atribuir-lhe um nome e guardá-la como parte do projeto.

1. Clique com o botão direito na entrada do projeto no painel Projects e depois selecione o comando Add New to Project » PCB no menu de contexto. Será aberto um novo documento PCB e surgirá uma entrada associada ao projeto no painel Projects por baixo da entrada Source Documents.

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2. Clique com o botão direito na entrada do documento PCB no painel Projects e selecione o comando Save As. Será aberta a caixa de diálogo Save As, pronta para guardar o documento na mesma localização do ficheiro do projeto. Escreva o nome Multivibrator no campo File name e clique no botão Save.

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

Antes de transferirmos o design do editor de Esquemático, vamos também alterar alguns atributos da nova PCB.

Definir a Origem e as Unidades de Medida

Main page: Trabalhar com o Sistema de Ajuste do Cursor

O editor de PCB tem duas origens: a origem absoluta, que é o canto inferior esquerdo do espaço de design, e a origem relativa, definível pelo utilizador, que é usada para determinar a localização atual no espaço de design. As coordenadas dos objetos num documento PCB são definidas em relação à origem relativa. As coordenadas apresentadas na Barra de Estado também são relativas a esta origem. Uma abordagem comum é definir a origem relativa no canto inferior esquerdo do contorno da placa.

1. Amplie a zona inferior esquerda do contorno atual da placa para ver facilmente tanto a grelha grossa como a grelha fina, como mostrado nas imagens abaixo.

2. Para definir a origem relativa, selecione o comando Edit » Origin » Set nos menus principais; depois 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 mudar as unidades de medida do documento PCB de mils para milímetros.

   Observe as coordenadas e a grelha na Barra de Estado para verificar rapidamente as unidades de medida atualmente em utilização.

   

Editar o Contorno da Placa

Main pages: Definir o Contorno da Placa

O contorno predefinido da placa é de 6 x 4 polegadas. Neste tutorial, irá alterar o tamanho da placa para 30 x 30 mm.

1. Selecione uma grelha de ajuste adequada. Durante o processo de design, é bastante comum alterar as grelhas; por exemplo, pode usar uma grelha grossa durante a colocação de componentes e uma grelha mais fina para o encaminhamento. Selecione o comando View » Grids » Set Global Snap Grid nos menus principais e introduza 5 no campo da caixa de diálogo Snap Grid que se abre, depois clique em OK para fechar a caixa de diálogo.

   

2. Reduza a ampliação para mostrar toda a placa, incluindo as suas extremidades.

3. A alteração do contorno da placa é feita no modo de planeamento da placa. Selecione o comando View » Board Planning Mode nos menus principais para mudar para este modo (atalho: 1). A apresentação será alterada e a área da placa passará a ser mostrada a verde.

   

4. Quando está no modo de planeamento da placa, o editor de PCB disponibiliza vários comandos para alterar o contorno da placa. Para um quadrado ou retângulo simples, é mais eficiente editar o contorno existente. A grelha grossa visível é de 25 mm (5x a grelha de ajuste) e a grelha fina visível é de 5 mm; estas podem ser usadas como guia.

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

   2. As pegas de edição surgirão em cada canto e no centro de cada extremidade, como mostrado no vídeo abaixo.

      Tenha em atenção que, se clicar em qualquer local que não seja uma pega de edição ou uma extremidade do contorno, sairá do modo de edição do contorno da placa.

   3. Pode deslizar a extremidade superior para baixo e deslizar a extremidade direita para a esquerda para criar o tamanho correto. Para deslizar a extremidade superior para baixo, posicione o cursor sobre a extremidade (mas não sobre uma pega). Quando o cursor mudar para uma seta de duas pontas, clique e mantenha premido, depois arraste a extremidade para a nova posição, de modo que a localização Y do cursor seja 30mm na Barra de Estado, como mostrado no vídeo abaixo.

   4. Repita o processo para mover a extremidade direita para dentro, posicionando-a quando a localização X do cursor for 30mm na Barra de Estado.

   5. Clique em qualquer ponto do espaço de design para sair do modo de edição do contorno da placa.

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

6. Agora que o contorno foi definido, pode definir a grelha (View » Grids » Set Global Snap Grid) para um valor adequado à colocação de componentes, por exemplo, 1 mm.

7. Guarde o documento PCB localmente clicando com o botão direito na 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 grelha foram configuradas.

Configurar os Valores Predefinidos dos Objetos PCB

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

• An applicable design rule – se existir uma regra definida que se aplique a esse objeto, as propriedades do objeto são definidas a partir dessa regra. Por exemplo, durante uma mudança de camada quando está a fazer encaminhamento interativo, é adicionada automaticamente uma via com as propriedades de tamanho e diâmetro do furo obtidas da regra de design Routing Via Style aplicável.

• Default settings – se não existir uma regra de design aplicável ou se esta não se aplicar, as propriedades do objeto são definidas a partir das definições predefinidas configuradas na página PCB Editor – Defaults page da caixa de diálogo Preferences. Por exemplo, se executar o comando Place » Via, o Altium Designer não sabe se essa via fará parte de uma net, pelo que apresentará uma via com o tamanho definido nas predefinições.

Como parte deste tutorial, irá configurar as propriedades predefinidas dos designadores e comentários dos componentes. Estas propriedades serão aplicadas a estas cadeias de caracteres dos componentes quando os componentes forem colocados na PCB.

1. Clique no botão  na parte superior do espaço de design para abrir a caixa de diálogo Preferences e depois 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 apresentar as propriedades predefinidas deste objeto. Confirme que as opções estão definidas da seguinte forma:

   • A opção Autoposition está definida como Left-Above. Esta é a localização predefinida em que esta cadeia de caracteres é mantida quando o componente é rodado. A cadeia de caracteres pode ser recolocada interativamente em qualquer momento durante o processo de design.

   • O valor 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 que a visibilidade do comentário está definida como oculta (o botão à direita do campo Value é mostrado como ). Esta é uma predefinição comum. As cadeias de comentário dos componentes podem ser apresentadas seletivamente durante o processo de design, se necessário.

   

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

Transferir o Design da Captura Esquemática para o Layout PCB

Main page: Manter os Esquemáticos e a PCB Sincronizados

O design é transferido diretamente entre o editor de Esquemático e o editor de PCB; não é criado qualquer ficheiro intermédio de netlist. Isto pode ser feito selecionando o comando Design » Update PCB Document <PCBDocumentName> nos menus principais do editor de Esquemático. Quando executa este comando, é criado um conjunto de Engineering Change Orders (ECO), que:

• Lista todos os componentes usados no design e a footprint necessária para cada um. Quando os ECO são executados, o Altium Designer tenta localizar cada footprint e colocá-la no espaço de design da PCB.

• É criada uma lista de todas as nets (pinos de componentes ligados). Quando os ECO são executados, o Altium Designer adiciona cada net à PCB e depois tenta adicionar os pinos que pertencem a cada net. Se um pino não puder ser adicionado, ocorrerá um erro. Isto acontece com mais frequência quando a footprint não é encontrada ou quando as pads da footprint não correspondem aos pinos do símbolo.

• São depois transferidos dados adicionais do design, como classes de nets e de componentes.

Por outras palavras, é criado um ECO para cada alteração que tem de ser efetuada na PCB, para que esta corresponda ao esquemático.

1. Clique no separador do documento esquemático no topo do espaço de desenho para o tornar 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, aparecerá uma marca de verificação verde junto 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 quaisquer erros.

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

   

5. Quando todas as alterações tiverem sido concluídas, a PCB abrir-se-á por trás da caixa de diálogo Engineering Change Order. Pode fechar a caixa de diálogo agora.

6. Os componentes estão posicionados fora da placa e prontos para colocação. Note também que os pads de componentes da mesma net estão ligados entre si por linhas de ligação. 

   

Há alguns passos a concluir antes de iniciar o processo de colocação de componentes, como configurar a grelha de colocação e as camadas.

Configurar a visualização das camadas

Main page: A sua vista da PCB

A vista da sua placa é uma vista de cima, ou seja, está a olhar ao longo do eixo Z para dentro da placa, a partir de cima. O editor de PCB é um ambiente de desenho por camadas; os objetos que colocar nas camadas de sinal tornam-se cobre quando a placa é fabricada, os textos que colocar nas camadas de overlay são serigrafados na superfície da placa, e as notas que colocar nas camadas mecânicas tornam-se instruções no desenho de montagem que imprime.

Concebe a placa olhando para este empilhamento de camadas, colocando componentes nos lados superior e inferior da placa (Top Layer / Bottom Layer), e outros objetos de desenho nas camadas de cobre, overlay, máscara e mecânicas à medida que desenvolve o desenho. Os atributos de visualização das camadas e outras camadas são configurados no painel View Configuration.

1. Abra o painel View Configuration. Para o fazer, clique no botão  no canto inferior direito do espaço de desenho e selecione View Configuration no menu.

2. Na região Layers do separador Layers and Colors do painel, confirme que as camadas de sinal Top Layer e Bottom Layer estão visíveis (o controlo de visibilidade à esquerda das entradas das camadas é apresentado como ).

   

3. Para ter menos "confusão" visual durante a colocação e o encaminhamento, desative a visualização de Component Layer Pairs (exceto as camadas Overlay), Mechanical Layers, e das camadas Drill Guide e Drill Drawing.

   

4. Na região Additional Options do separador View Options do painel, confirme que as opções Pad Nets e Pad Numbers estão ativadas.

   

Configurar o empilhamento de camadas da placa

Main page: Definir o empilhamento de camadas

As camadas físicas de uma PCB (camadas de sinal, plano e dielétrico) e outros aspetos relacionados com a estrutura física da PCB, como tipos de via e perfis de impedância, são configurados no Layer Stack Manager.

Esta PCB do tutorial é um desenho simples que pode ser encaminhado como uma placa de dupla face com vias passantes.

1. Abra o Layer Stack Manager. Para o fazer, selecione o comando Design » Layer Stack Manager nos menus principais do editor de PCB. Numa placa nova, o empilhamento predefinido inclui um núcleo dielétrico, duas camadas de cobre, e as camadas superior e inferior de solder mask e overlay (serigrafia).

   

2. Para simplificar a gestão das camadas, certifique-se de que a opção Stack Symmetry está ativada na região Board do painel Properties (se o painel não estiver visível, clique no botão  no canto inferior direito do espaço de desenho e selecione Properties no menu). Com esta opção ativada, as camadas são adicionadas em pares correspondentes, centrados em torno da camada dielétrica intermédia.

   

3. Para utilizar um material numa camada específica (ou par de camadas, se a simetria estiver ativada), clique no botão  na célula Material da camada pretendida para abrir a caixa de diálogo Select Material.

   

   Selecione os materiais das camadas da seguinte forma:

   • Camadas de solder mask (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 no separador Via Types na parte inferior do Layer Stack Manager e confirme que existe um tipo Thru 1:2 definido.

   

5. Guarde as alterações efetuadas no Layer Stack Manager selecionando o comando File » Save to PCB nos menus principais.

6. Feche o Layer Stack Manager clicando com o botão direito no respetivo separador no topo do espaço de desenho e selecionando o comando Close Multivibrator.PcbDoc [Stackup] no menu de contexto.

Configurar a grelha de ajuste

Main page: Trabalhar com grelhas e guias

O passo seguinte é selecionar uma grelha adequada para posicionar os componentes. Todos os objetos são colocados no espaço de desenho da PCB na grelha de ajuste atual.

1. Se o painel Properties ainda não estiver visível, torne-o visível clicando no botão  no canto inferior direito do espaço de desenho e selecionando Properties no menu que se abre. O painel apresenta as propriedades do objeto selecionado ou, se não estiver nenhum objeto selecionado, apresenta as propriedades do documento PCB.

2. Na região Grid Manager do separador General do painel, selecione a entrada Global Board Snap Grid e clique no botão  . A caixa de diálogo Cartesian Grid Editor abrir-se-á.

   

3. Na caixa de diálogo Cartesian Grid Editor:

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

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

   3. Para a grelha Coarse, selecione Lines na lista pendente e clique no controlo Darker para definir automaticamente a sua cor para um tom mais escuro do que a cor atual da grelha fina. Isto tornará mais fácil distinguir entre as grelhas fina e grossa.

   4. Certifique-se de que Multiplier está definido como 5x Grid Step. Isto tornará a grelha visível em níveis de zoom mais baixos.

   

4. Clique em OK para fechar a caixa de diálogo. A visualização da grelha será atualizada no espaço de desenho. 

   

5. Guarde o documento PCB localmente clicando com o botão direito na respetiva entrada no painel Projects e selecionando Save no menu de contexto.