MODUL ALTIUM DESIGNER
KADERISASI URO 2016
UNIT ROBOTIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
SCHEMATIC & PCB
ALTIUM DESIGNER
MODUL PANDUAN DAN WORKSHOP
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL DAFTAR ISI 1. MODUL PANDUAN ALTIUM DESIGNER a. Sekilas tentang Altium Designer b. Memulai Altium Designer 15 c. Membuat Project Baru dan Fasilitas Umum Prosedur Setup
Menambahkan PART pada File Skematik Konversi Skematik ke PCB dan Routing d. Tips atau Hint
2. WORKSHOP a. Desain PCB Sensor Garis (6 Sensor) b. Desain PCB Shield Arduino
Kaderisasi URO Sekilas tentang Altium Designer Altium designer merupakan salah satu software CAD (Computer Aided Design) gambar 2 dimensi dan gambar 3 dimensi standar industri elektronik, software terpadu ini menawarkan perancangan atau design sistem elektronik pada circuit board. Altium designer menyatukan berbagai aspek dari sebuah produk elektronik dalam suatu sistem terpadu. Versi terdahulu dari software ini lebih dikenal dengan Protel. Software ini membantu para engineer elektronika untuk merancang sebuah PCB (printed circuit board) dari rangkaian yang sederhana maupun rangkaian yang sangat kompleks, karena software ini juga mendukung untuk perancangan multi-layer PCB, dengan dukungan simulasi dan hasilnya dapat ditampilkan dalam model 3D.
Memulai Altium Designer 15 1. Buka Altium Designer 2015 dengan Start > All Programs > Altium > Altium Designer atau DXP.exe
Kaderisasi URO 2. Akan muncul tampilan seperti berikut
3. Pada bagian kiri terdapat jendela files. Jendela dapat diganti-ganti sesuai kebutuhan. Jendela project dapat dimunculkan dengan mengklik View > Workspace Panels > System > Projects
4. Pastikan Altium Designer 15 sudah terinstall dngan baik. Sehingga fitur – fiturnya telah ada.
Kaderisasi URO Membuat Project Baru dan Fasilitas Altium Prosedur Setup 1. Membuka aplikas Altium Designer seperti pada langkah sebelumnya. 2. Membuat PCB project baru. File > New > Project
3. Lalu akan muncul jendela baru. Pilih PCB Project dan ganti nama project sesuai keinginan. Lalu klik ‘Ok’
4. Tambahkan file schematic dan file PCB pada project yang telah dibuat simpan pada satu direktori yang sama semua file dan project tersebut. a. klik kanan pada project > Add New to Project > Schematic b. klik kanan pada project > Add New to Project > PCB
Kaderisasi URO
5. Simpan new project pada direktori yang sama untuk memudahkan pengaksesan data pada tahap selanjutnya . Klik kanan the project > Save Project. Simpan lah dalam satu folder.
6. Ubah ukuran kertas dari default ‘A’ ke ‘Letter’ dan set up back up otomatis dengan cara a. DXP > Preferences > Schematic > General > Default Blank Sheet Size > Letter b. DXP > Preferences > System > Data Management > Backup > Check the ‘Auto save every:’ box i. Untuk mengantisipasi bila program berhenti/not responding di tengah jalan, system akan menyimpan file yang akan kita modifikasi secara otomatis selama perioda yang telah diatur
Kaderisasi URO Menambahkan PART pada file skematik 1. Libraries ialah tempat dimana part dapat ditemukan. Jika belum tersedia tab ‘Libraries’, Klik ‘System’ pada kanan bawah tampilan kemudian klik tombol ‘Libraries’. 2. Library akan tersusun secara otomatis berdasarkan part apa yang baru digunakan oleh pengguna software ini. 3. Tambahkan beberapa Libraries sendiri. Caranya buka tab ‘Libraries’ lalu klik ‘Libraries’. Akan muncul wizard, pilih tab ‘Installed’ kemudian klik Install.. > Install from File.. dan cari file library yang ingin ditambahkan. Kali ini tambahkan file library ‘agfa others component’ dan ‘Motorolla analog comparator’, minta lah pada panitia jika belum diberikan. File tersebut berada pada folder Library tambahan didalam folder Altium Designer yang telah didownload dari link yang diberikan panitia.
4. Tempatkan Komponen, caranya: b. Buka ‘Libraries’ tab c. Pilih ‘Miscellaneous Devices’ library d. Ketik ‘Res3’ ke dalam textbox drop down pada list library e. Klik tombol ‘Place Res3’ f. kemudian kursor secara otomatis akan membawa part, tempatkan pada tempat dan posisi yang diinginkan, tekan space untuk merubah orientasi part g. klik kanan untuk menempatkannya
Kaderisasi URO Pada tutorial ini akan membuat rangkaian pada training 1, yakni penggunaan komparator.
5. Ikuti langkah diatas (penempatan komponen) untuk memperoleh komponen berikut : Dari Miscelanous Device library : (1) res1 Agfa other component :
(2) trimpot duduk
(1) LED sedang Motorolla analog comparator :
(1) LM393N
Catatan: perbedaan antara ‘LM393N’ dan ‘LM393H’ hanya pada footprint yang kan dicetak pada PCB nantinya. Perhatikan : ‘LM393N’ telah di cerminkan terhadap posisi mulanya, Rotation dapat dilakukan dengan menekan tombol space sedangkan pencerminan atau mirroring yaitu dengan klik ganda pada objek lalu checklist ‘Mirrored’, lalu klik Ok 6. Sekarang waktunya untuk menghubungkan tiap part (wiring), dapat dilakukan dengan klik icon ‘Place Wire’ di toolbar atau pilih Place > Wire. a. tempatkan kursor hingga terbentuk tanda X pada pin yang akan dihubungkan klik kemudian hubungkan dengan pin pada part lan yang akan dihubungkan, temui tanda X lagi kemudian klik pada pin tujuan
Kaderisasi URO 7. Sekarang tinggal membuat referensi tegangan sumber a. Klik ‘VCC Power Port’ dan tempatkan sebagaimana gambar berikut. Port ini akan diberi nama ‘VCC’ . Untuk mengganti nama port maka tinggal double klik port kemudian muncul kotak dialog net kemudian ketikkan nama port yang diinginkan.
8. Kita juga bisa menghubungkan antar part dengan memanfaatkan fasilitas net, tiap net dapat diandaikan sebagai 1 nodal rangkaian jadi dengan fasilitas ini kita dapat menghubungkan 2 part yang berjauhan tanpa harus menggunakan wire a. pilih Place > Net Label. b. gunakan spacebar untuk merotasinya 9. Sekarang kita akan menamai setiap komponen dalam rangkaian yang akan kita buat. Double klik pada tanda ‘?’ di setiap rangkaian kemudian beri nama sesuai kegunaannya perhatikan nama komponen tidak boleh sama antara satu dengan lainnya Cara termudahnya ialah: 1. Tools > Annotate Schematics Quietly 2. Klik OK 3. Ini secara otomatis akan menamai seluruh komponen Gambar skematik setelah wiring, pemberian catu daya, dan penamaan komponen
10. Kemudian Save file
Kaderisasi URO
Konversi Skematik ke PCB dan Routing
11. Sekarang kita bisa mengupdete to PCB file a. Design > Update PCB Document ‘nameOfProject.PcbDoc’ b. Klik Validate Changes, periksa apakah semua bagian telah tervalidasi kemudian jika masih belum tervalidasi lakukan pemeriksaan kembali pada rangkaian apakan ada bagian yang masih belum terhubung dengan melihat bagian yang diberi tanda x c. Klik Execute Changes, d. Close update window
12. File pcb akan secara otomatis terbuka; pindahkan semua bagian rangkaian pada bagian hitam dengan menggeser background coklat. Klik View > Fit Board untuk melihat board secara jelas 13. Jika footprint yang terlihat terlalu besar atau tidak sesuai dengan koimponen yang kita punya kita dapat menggantinya dengan mengganti part pada file skematik kemudian mengupdate ulang pcb file Kita kemudian akan merouting sebelum merouting ada tips sebelum merouting untuk mempermudah prose merouting : Dekatkan komponen komponen yang seharusnya dekat sedapat mungkin tidak ada bagian yang terpotong antara garis 1 dengan yang lainnya 14. Untuk melakukan routing rangkaian pada file PCB dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: a. Dengan menggunakan fasilitas Autoroute Cara ini dapat dilakukan dengan didahului dengan melakukan pengesetan pada rule wizard beberapa fasilitas yang ddapat digunakan ialah : Width yaitu untuk melakukan pengesetan terhadap lebar lintasan yang akan dibuat. Catatan: salah satu contoh penggunaan pengaturan width ialah biasanya untuk memperlebar lintasan VCC dan Ground untuk komponen hal ini dimaksudkan untuk memperkecil hambatan pada komponen power rangkaian. Clearance yaitu pengaturan jarak aman antar routing dapat dilakukan hal ini akan mengantisipasi terjadinya alur arus kearah yang tidak diingikan pada proses penyolderan berikutnya Selain itu rule wizard juga dapat menetukan prioritas routing. Kita dapat mengatur lebar lintasan yang kita inginkan dengan membuat query tertentu. Misal pada tutorial ini pada width akan diatur nilai lebar lintasan pada net GND, VCCl menjadi min 40mil, preffer 40 mill, max 40 mil sedangkan lintasan lainnya min 30mil, preffer 30mil, max 30mil kemudian klik advance > query Builder
Kaderisasi URO
Kaderisasi URO Kemudian seperti membuat pernyataan logika biasa dengan syntax yang sudah disediakan lakukan pengesetan net mana yang akan kita atur lebar routing nya. Kotak dialog query builder sebagai berikut
Setelah semua pengturan diakukan terhadap masing masing net yang akan di route, kemudian dilakukan auto route Auto Route > All... .banyak type autoroute yang dapat dilakukan dalam hal ini dilakukan Default 2 Layer Board : Default strategy for routing two-layer boards Maka yang dihasilkan sebagai berikut
Kaderisasi URO b. Dengan cara manual Juga diawali dengan melakukan pengesetan rule namun dengan manual kita dapat memastikan bahwa semua bagian telah di routing terutama untuk rangkaian yang lebih complex, routing manual dapat dilakukan dengan menggunakan fasilitas pada toolbar
Dimana yang sering digunakan ialah symbol routing paling kanan namun ingat perlakuan routing manual secara umum dilakukan pada bottom layer oleh karenanya set layer pada kondisi botto mayer sebagai berikut Untuk memulai routing dapat dengan memilih tool lalu hubungkan antar pin yang perlu tersambung 15. Untuk melihat struktur 3 dimensi dari cetakan dapat digunakan fasilitas view > switch to3D 16. Sekarang ialah waktunya manufaktur yaitu. File > Fabrication Outputs > Gerber Files a. pilih ‘Layers’ pada dialog box dan klik ‘Plot Layers’ b. Pilih ‘Used On’ c. Klik ‘OK’ untuk membuat Gerber files
17. Sekarang dapat dibuat lubang drill dengan a. File > Fabrication Outputs > NC Drill Files b. klik ‘OK’.
Kaderisasi URO 18. Jika kita ingikan rangkaian yang kita buat digunakan untuk membuat rangkaian lain kita dapat mengintegrasikan menjadi satu library yaitu dengan Design > Make Integrated Library Maka library akan segera dibuat dengan nama ‘ProjectName.IntLib’
Tips atau Hint 1. Cara cepat untuk menyimpan semua file dalam project. File > Save All 2. a. View > Fit Document untuk membuat seluruh komponen terlihat memenuhi layar tampilan pada file pcb b. View > Fit All Objects untuk melakukan hal yang sama pada file skematik 3. Page Up dan Page Down dapat digunakan untuk zoom in – zoom out pada kedua file (pcb maupun skematik) 4. Untuk memilih komponen yang sama pada satu file dapat digunakan tab PCB FILTER a. Pilih PCB filter b. klik ‘Find items matching these criteria’ c. ketik ‘isDesignator’ dalam textbox. d. klik ‘Apply’ Ini adalah sebagian kecil dari fasilitas software ini, kami harapkan cakru 8 URO dapat mempelajari secara mandiri berbagai fasilitas lain dalam software ini, baik melalui internet atau buku panduan.
Kaderisasi URO Desain PCB Sensor Garis (6 Sensor) 1. Buka Software Altium Designer 2. Buat Project PCB baru :
Kaderisasi URO 3. Tambahkan file PCB dan skematik pada PCB project
Kaderisasi URO 4. Save semua file dalam satu direktori (folder) save all
Kaderisasi URO 5. Tempatkan Komponen berikut pada skematik Dari Miscelanous Device library : 12 x Res1 Dari Miscellaneous Connectors library : 1 x Header 5x2 (konektor) Dari agfa others component library : 12 x LED sedang (6 sebagai LED, 6 sebagai photodioda)
Kaderisasi URO
6. Buat rangkaian seperti dibawah hubungkan dengan tools wiring dan net. Dan juga ganti nama komponen
Kaderisasi URO 7. Untuk menamai seluruh komponen dengan cepat lakukan hal berikut: pilih tools > annotate schematics
Checklist
Kemudian pilih update change list>accept
Kaderisasi URO 8. Update desain skematik kalian dalam pcbdoc dengan melakukan langkah berikut :
9. Pilih validate change > execute change bila masih ada tanda silang periksa lagi rangkaian,
Kaderisasi URO 10. Susunlah rangkaian untuk memudahkan routing 11. Ubahlah layer menjadi “Bottom Layer” 12. Jika ingin mengukur jarak antar komponen agar rapi dapat menggunakan dimension linear. Caranya Place > Dimension > Linear
Dimension
Kaderisasi URO
Atur lah serapi mungkin dan agar fungsi sensor berjalan dengan baik
Kaderisasi URO 13. Tentukan aturan routing sesuai keinginan. Ingat net GND dan VCC diatur agar memiliki lebar yang lebih besar
Coba buat pengaturan dalam bentuk query untuk memudahkan lakukan langkah dibawah:
Kaderisasi URO
Pengaturan diatas dibuat untuk menandakan net VCC dan GND diprioritaskan memiliki lebar jalur 30 mil dan akan di route pada prioritas awal sedangkan net lain akan mengikuti aturan default
14. Dengan menggunakan autoroute memberikan hasil sebagai berikut.
Kaderisasi URO 15. Jika ingin lebih fleksibel dan rapi maka dapat dengan cara routing manual. Contohnya saja seperti berikut :
16. Kemudian atur bentuk board sesuai kebutuhan dengan masuk ke Planning board mode. Atau dengan menekan tombol ‘1’.
Kaderisasi URO Kemudian pilih Design > Edit Board Shape
Kaderisasi URO Jika ingin membentuk board menjadi bentuk yang lebih fleksibel, yaitu dengan Design > Redefine board shape
Contoh board yang telah di rubah bentuknya :
Kemudian berilah lubang untuk memasang spacer/ baud pada board sensor. Kira-kira seperti itulah penjelasan singkat untuk workshop Sensor Garis ini.
Kaderisasi URO Desain Shield Arduino 1. 2.
Buka Software Altium Designer Buat Project PCB baru :
Kaderisasi URO 3.
Tambahkan file PCB dan skematik pada PCB project
Kaderisasi URO 4.
Save semua file dalam satu direktori (folder) save all
Kaderisasi URO
5.
Tempatkan Komponen berikut pada skematik Dari Miscelanous Device library : 1 x Res1, 1 x Inductor iron (Fuse) Dari Miscellaneous Connectors library : 1xHeader 16 (LCD), 1 x Header 5x2 (konektor sensor), 2 x header2 Dari agfa others component library : 1 x pushbutton, 1 x LED sedang (indikator), 1 x Trimpot duduk Dari HeaderUNO : 2 x POWER_UNO, 2 x AD, 2 x IOH, 2 x IOL
6.
Hubungkan semua komponen seperti gambar dibawah. Kemudian routing sebaik mungkin
Kaderisasi URO Untuk penataan header, sesuaikan dengan dimensi dibawah. Akan tetapi diingat bahwa posisi dibawah perlu di mirror untuk membuat shield. Dimensi ARDUINO UNO sebagai referensi penataan shield yang akan dibuat :
