Manual Altium

Manual de Practicas de Instrumentación

Tutorial

TÍTULO:

“Diseño de circuitos impresos

mediante Software Altium” UEA INSTRUMENTACIÓN DEPARTAMENTO DE ELECTRONICA

Altium Designer versión 2009 Altium representa una solución unificada junto con las herramientas necesarias para tomar una ventaja total t otal sobre las últimas técnicas de diseño y tecnologías. Lo proporciona siendo intuitivo y fácil de usar, ya que no requiere de una gran experiencia ni adquirir demasiados conocimientos adicionales.

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Diseño de circuitos impresos.

Para crear un proyecto con el programa Altium Designer se deben realizar los siguientes pasos. 1.- Una vez abierto el programa, podemos observar que en la barra de herramientas se encuentra “File”, haciendo un clic aquí se desplazan las opciones, colocamos el cursor en “New”, seguido de “Project” y al final damos otro clic en “PC B Project”, como se m muestra uestra en la figura no 1.

Figura 1. Creación de un proyecto en Altium Designer.

Después de haber seleccionado la opción de “PCB Project”, se abre una ventana en la cual podemos ver “Protel Pcb”.

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Figura 2. Protel Pcb.

En la opción de “Protel Pcb”, se despliega una ventana llamada “Project”, aquí se podrán manipular todos los proyectos que se abran durante el uso del programa.

Ya tenemos el proyecto, pero ahora falta generar el esquemático y el PCB, para esto colocamos el cursor sobre el nombre del proyecto, en este caso el programa asigna el nombre de “PCB_Project1.PrjPCB”, dando un clic derecho, nos despliega un menú en donde podremos agregar el esquemático y el PCB, damos un clic en “Schematic” y en “PCB” para que nos genere las hojas de trabajo.

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Figura 4. Schematic y PCB.

Esta manera se genera las hojas de trabajo en donde se podrán realizar tanto el circuito eléctrico como el PCB el cual servirá para el diseño de nuestro circuito impreso.

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Figura 5. Hoja de trabajo del Schematic y PCB.

Es recomendable guardar el proyecto, esquemático, PCB y las librerías que se necesiten generar las cuales se explicara más adelante. Al momento de salvar el proyecto automáticamente el programa nos pedirá que guardemos el esquemático y el PCB (1).

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Si lo guardamos manualmente click derecho en“Protel Pcb”. Damos en Save Project al momento de salvar el proyecto automáticamente el programa nos pedirá que guardemos el esquemático y el PCB (2).

Figura 6. Guardando el Proyecto.

Para hacer uso de los elementos tales como: resistencias, capacitores, bobinas, transistores, fuentes de alimentación, conectores, circuitos integrados o cualquier elemento que sea necesario para el circuito eléctrico se desplegara la pantalla de Libraries, la cual nos proporcionara los elementos ya mencionados, dando un clic en Place “No. ó nombre del elemento”, se podrá colocar en la hoja de trabajo.

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Figura 7. Librerías.

Seleccionamos el componente a necesitar dando clic y lo arrastramos a la hoja del de nuestro esquemático.

Figura 8.Display puesto en la hoja esquemática.

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Se puede usar conectores dentro del esquemático que sirven para las entradas y/o salidas de los dispositivos ó instrumentos, se pueden colocar headers, housing, cualquier tipo de conector, etc.

Figura 9. Conectores I/O.

Para conectar los elementos, dar un clic derecho en la herramienta que dice place wire como se muestra en la figura, una vez seleccionada esta acción, puede ir conectando cada uno de los elementos del circuito.

Figura 10. Conexiones.

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Se tiene herramientas de acceso rápido como es la tierra, Vcc entre o otros. Si colocamos cualquier tipo de elemento es importante proporcionar su nombre, evitando asi algún tipo de confusión, de esta manera dando doble clic sobre el elemento o sobre el nombre ya asignado por el programa, cambiaremos de C? a P¿C1, también podemos ocultar el nombre o el valor de los elementos.

Figura 11. Características de un elemento.

Una vez terminado el circuito eléctrico y para comenzar a diseñar el PCB se necesitan importar los datos los cambios y los datos del esquemático al PCB de esta forma será mucho más fácil routear los elementos pin por pin, esto se lleva acabo dando un cli c en la pestaña Designy después otro clic en Update PCB Document Manual. PcbDoc.

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Figura 12. Desarrollo de un PCB.

Después de ejecutar los cambios el programa coloca todos los elementos lejos de la hoja de trabajo para esto oprimimos Control y con el scroll del mouse podemos alejarnos o acercarnos a la hoja de trabajo, como se puede ver en la figura los elementos están a un costado de la hoja y se pueden seleccionar y arrastrar a el lugar de trabajo.

Figura 13. PCB.

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Tenemos los elementos que se necesitan para realizar nuestro circuito pero falta routear las terminales, primero se acomodan los elementos de tal forma que no se estorben entre ellos para así comenzar a pintar las pistas. Con Barra espaciadora podemos girar los componentes.

Figura 14. Circuito PCB con elementos para routear.

Para conectar todos los elementos damos un clic en la herramienta Interactive Route Connections, el programa nos indica que pines deberán conectarse e ntre sí.

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Figura 15. Routenado elementos.

Después de routear los elementos es necesario colocar un plano de tierra el cual ayudara a tener un mejor funcionamiento del circuito además de eliminar algunas pistas de la tierra.

Figura 16. Plano de tierra.

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Para asignar el plano a Tierra se da doble clic en dicho plano y se abre la siguiente ventana mostrada en la figura 16 de esta forma se nos muestran las opciones del plano, en la parte donde dice “Connect to Net” se seleccionamos GND y damos OK, también podemos seleccionar el plano a trabajar ya sea en la parte superior Top Layer o en la parte inferior Botom Layer. Una vez colocado el plano de tierra podemos observar que tiene contacto la tierra en respectivos pines (GND).

Figura 17. Plano conexión tierra plano Top Layer.

Para realizar medidas en milímetros primero se selecciona la herramienta Place Standard Dimension de tal forma que podemos hacer uso de una regla, las medidas pueden estar en micras para cambiarlas a milímetros solo basta con presionar la letra “Q”.

Figura 18. Dimensiones con Regla.

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En la siguiente figura se muestran las medidas realizadas con la regla y además se coloca un recuadro que nos servirá de guía por si la pista es de dos caras, para colocar el recuadro es necesario cambiar de Layer a Keep Out Layer la cual se dibuja con la herramienta que se muestra en el circulo, es importante regresar a la cara con la que se trabaja porque solo se pueden manipular las pistas o elementos que se encuentran en esa cara.

Figura 19. Medidas y Keep out layer.

Para realizar cambios en cuanto a el ancho de las pistas, la separación del plano con respecto a las pistas o el ancho de las conexiones del plano a tierra es necesario dar un clic derecho sobre la hoja de trabajo desplegándose un menú si seleccionamos Design y después Rules nos aparecerá una ventana donde podremos realizar los cambios necesarios.

Figura 20. Conexiones grosor (Rules).

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En esta ventana se realizaran los cambios que se desean, en primer lugar cambiaremos a Clearance el cual sirve para separar el plano de las pistas, cambiamos el numero que se muestra en la imagen en este caso se cambio a 0.6mm, una vez realizado el cambio se deberá dar doble clic en el plano para que se ejecute la modificación.

Doble clic derecho

Figura 21. Clearance.

La segunda característica que cambiaremos será el ancho de las pistas, para esto se selecciona width y se cambian los números min, peferred y max que se muestran en la figura, pero después de realizar esta modificación se necesitara volver a routear el circuito ya que no se cambia el ancho de las pistas solo se modifica el ancho de las nuevas a colocar, si queremos cambiar el ancho de una pista haciendo doble clic sobre ella se despliegan las opciones pero solo se modificara la pista seleccionada.

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Figura 22. Ancho de las pistas.

Modificaremos el ancho de las conexiones con respecto al plano para aseg urar un buen contacto, al igual que las ya mencionadas opciones se cambia el número del ancho.

Figura 23. Ancho de la conexión entre tierra y el plano.

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En la siguiente imagen se muestra el plano modificado, como también la conexión en el plano de tierra y el ancho de las pistas, cuando el programa detecta algunos cambios o cuando las pistas están demasiado juntas cambian de cualquier color a color verde, pero dependiendo del diseño estas marcas se pueden quitar lo cual se e xplica en la siguiente figura.

Figura 24. Modificaciones.

Para quitar las marcas de los errores damos un clic en Tools y después otro clic en Reset Error Markers, y de esta forma se eliminan las marcas de los errores las cuales se encontraban en color verde.

Figura 25. Reset Error Markers

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Creación de librerías En ocasiones no se encuentran los elementos necesarios y para esto podemos crear el esquemático y el footprint de esta forma nosotros diseñaremos cualquier tipo de elemento ya sea un integrado, resistencias, electos de superficie, conexiones o cualquier otro, para comenzar con el diseño primero necesitamos colocarnos en Proyect, después dar un clic derecho sobre el proyecto damos otro clic donde dice Schematic Library como se puede ver en la figura y de esta forma nos abre una hoja en donde podremos dibujar el nuevo elemento.

Figura 26. Nueva librería de esquemático.

Para dibujar el esquemático de los elementos contamos con herramientas que nos ayudaran a un mejor diseño en este caso utilizaremos un cuadro para generar un circuito integrado.

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Figura 27. Diseño de un dispositivo en esquemático.

Después de colocar el contorno de la figura se procede a ponerles los pines los cuales están en las herramientas como se muestra en la figura aquí podemos cambiar los nombre de cada pin para que el cableado sea más rápido y fácil, además solo es posible colocar los pines en donde sea más accesible puesto que el momento de realizar el PCB el footprint no se modifica.

Figura 28. Pines del dispositivo.

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Para cambiar el nombre de los pines es necesario hacer doble clic sobre cada pin y en las propiedades podremos cambiar el número y el nombre del pin.

Figura 29. Propiedades de los pines.

De igual forma para crear el footprint damos clic derecho sobre el proyecto pero ahora nos vamos a PCB Library de esta forma nos abrirá un nuevo documento de PCB.

Figura.30. Nueva librería de PCB.

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Para dibujar un nuevo footprint se puede hacer directamente con las herramientas o predeterminado con ayuda de la función Component Wizard, para comenzar con el diseño primero nos colocamos en la parte de PCB Library en el costado izquierda del programa y después damos un clic derecho sobre la parte donde están los componentes y de esta forma nos abrirá una ventana la cual nos guiara y ayudara a generar el footprint.

Figura 31. Component Wizard.

Aquí se muestra la ventana la cual nos ayudara a generar algunos de los elementos deseados, basta con seguir los pasos que se requieren para diseñar el footprint.

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Figura 32. Footprint Diseño.

Por último aquí se muestra un ejemplo de un footprint diseñado con la ayuda de Component Wizard, si no es lo que se requiere o se necesita modificar, se pueden realizar cambios con la ayuda de las herramientas.

Figura 33. Footprint terminado.

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Guardamos nuestras librerías creadas, en Schematic Library seleccionamos SCH Library, en el componente creado damos doble clic, y nos muestra esta pantalla.

Figura 33. Nombrando componente y agregando su footprint.

Donde podremos modificar nombre del componente si queremos que sea visible o no, entro otros agregaremos su footprint, dando clic en Add y nos aparecer á esto.

Figura 34. Nombrando componente y agregando su footprint.

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Presionamos OK, y nos mostrara la siguiente ventana.

Figura 35.Modelo del Footprint.

Seleccionando Browse. Damos clic en ok

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Figura 36. Agregando footprint.

Ahora bien para terminar con este manual nos vamos al Schematic, seleccionamos la librería y nos aparecerá la librería creada con su footprint realizado.

Figura 34.Vista del nuevo componente creado en hoja Schematic.

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