Protel DXP : pierwsze kroki 9788360233245

Citation preview

Marek Smyczek

Protel DXP pierwsze kroki

Książka jest pierwszym, wydanym w języku polskim, kompleksowym podręcznikiem do programu Protel DXP 2004 – jednego z najpopularniejszych programów narzędziowych CAD/EDA nowej generacji dla elektroników. Autor skupił się w nim na szczegółowym omówieniu możliwości i obsługi narzędzi służących do projektowania płytek drukowanych (edytora schematów, bibliotek i PCB), większość zagadnień prezentując na przykładach. Książka jest przeznaczona dla inżynierów i studentów uczelni technicznych (zwłaszcza kierunków elektrycznych i elektronicznych), będzie także przydatna hobbystom, którzy chcą szybko poznać i stosować w praktyce nowoczesne programy projektowe firmy Altium (Protel DXP, DXP2004 oraz Designer).

Redaktor techniczny: Delfina Korabiewska Redaktor merytoryczny: mgr Anna Kubacka

ISBN 978-83-60233-24-5 © Copyright by Wydawnictwo BTC Warszawa 2007

Wydawnictwo BTC ul. Lwowska 5 05-120 Legionowo fax: (22) 814-13-02 http://www.btc.pl e-mail: [email protected] Wydanie I.

Wszystkie znaki występujące w tekście są zastrzeżonymi znakami firmowymi bądź towarowymi ich właścicieli. Autor oraz wydawnictwo BTC dołożyli wszelkich starań, by zawarte w tej książce informacje były kompletne i rzetelne. Nie biorą jednak żadnej odpowiedzialności ani za ich wykorzystanie, ani za związane z tym ewentualne naruszenie praw patentowych lub autorskich. Autor oraz wydawnictwo BTC nie ponoszą również żadnej odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikłe z wykorzystania informacji zawartych w książce. Wszelkie prawa zastrzeżone. Nieautoryzowane rozpowszechnianie całości lub fragmentów niniejszej publikacji w jakiejkolwiek postaci jest zabronione. Wykonywanie kopii metodą kserograficzną, fotograficzną, a także kopiowanie książki na nośniku filmowym, magnetycznym lub innym powoduje naruszenie praw autorskich niniejszej publikacji.

Druk i oprawa: Łódzka Drukarnia Dziełowa S.A.

Spis treści

3

1. Wstęp ............................................................................................................................................................. 7 1.1.

Możliwości programu ................................................................................................................. 8

1.2.

Budowa pakietu ............................................................................................................................. 9

1.3.

Poprzednie wersje Protela........................................................................................................ 10

1.4.

Wymagania sprzętowe .............................................................................................................. 11

2. Przygotowanie programu do pracy ....................................................................................... 13 2.1.

Instalowanie pakietu .................................................................................................................. 14

2.2.

Instalowanie licencji programu.............................................................................................. 16

2.2.1.

Instalacja licencji dla pojedynczego komputera ............................................................... 16

2.2.2.

Instalacja licencji sieciowej .................................................................................................. 18

2.2.2.1.

Konfigurowanie licencji sieciowej .......................................................................................18

2.2.2.2.

Przygotowanie programu do pracy w sieci ...........................................................................19

2.2.2.3.

Dodawanie użytkowników oraz tworzenie grup...................................................................20

2.2.2.4.

Aktywowanie licencji sieciowej ...........................................................................................21

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004 ................................................................................... 23 3.1.

Rozpoczęcie pracy z programem .......................................................................................... 24

3.1.1.

Przeglądanie gotowych projektów oraz dokumentów..................................................... 24

3.1.2.

Otwieranie projektów ze starszych wersji programu ...................................................... 25

3.1.3.

Zarządzanie strukturą projektu ............................................................................................ 27

3.1.4.

Nawigowanie po projekcie ................................................................................................... 31

3.1.5.

Wyszukiwanie komponentów w istniejącym dokumencie ............................................. 34

3.1.5.1.

Wyszukiwanie tekstu ............................................................................................................34

3.1.5.2.

Odnajdywanie podobnych elementów ..................................................................................35

3.1.5.3.

Manualne wyszukiwanie poprzez zarządzanie widokiem ....................................................38

3.1.5.4.

Wyszukiwanie elementów poprzez zadawanie zapytań........................................................39

4. Obsługa programu ............................................................................................................................ 43 4.1.

Nowy projekt ................................................................................................................................ 44

4.1.1.

Dodawanie nowych dokumentów do projektu ................................................................. 44

4.1.2.

Zarządzanie dokumentami w projekcie ............................................................................. 46

4.2.

4.1.2.1.

Usuwanie dokumentów z projektu........................................................................................47

4.1.2.2.

Przenoszenie dokumentów pomiędzy innymi projektami ....................................................47

Edytor schematów ...................................................................................................................... 48

4.2.1.

Plansza do rysowania schematów ....................................................................................... 48

4.2.1.1.

Umieszczanie i usuwanie elementów z planszy ...................................................................50

4.2.1.2.

Praca z podzespołami zawierającymi kilka elementów ........................................................56

4

Spis treści 4.2.1.3.

Techniki wyszukiwania elementów w bibliotekach..............................................................57

4.2.1.3.1. Metoda pierwszych liter ........................................................................................................57 4.2.1.3.2. Z wykorzystaniem filtru ........................................................................................................57 4.2.1.3.3. Za pomocą wyszukiwarki .....................................................................................................58 4.2.1.4.

Atrybuty elementów..............................................................................................................60

4.2.1.5.

Oznaczanie elementów na planszy .......................................................................................62

4.2.1.5.1. Ręczne ...................................................................................................................................62 4.2.1.5.2. Automatyczne .......................................................................................................................63 4.2.1.5.3. Poprawianie wartości parametrów elementów .....................................................................65 4.2.1.6.

Tworzenie połączeń ..............................................................................................................66

4.2.1.7.

Edycja istniejących połączeń ................................................................................................69

4.2.1.8.

Techniki wykonywania połączeń ..........................................................................................72

4.2.1.8.1. Za pośrednictwem oznaczeń przewodów .............................................................................72 4.2.1.8.2. Poprzez porty ........................................................................................................................73 4.2.1.8.3. Za pomocą magistrali ............................................................................................................75 4.2.1.9.

Elementy zasilające ...............................................................................................................77

4.2.1.10. Opis przewodów ...................................................................................................................79 4.2.1.11. Sprawdzenie poprawności schematu ....................................................................................81

4.2.2.

Dodawanie bibliotek z elementami ..................................................................................... 84

4.2.3.

Menu główne ........................................................................................................................... 87

4.2.4.

Paski narzędziowe .................................................................................................................. 89

4.2.5.

Skróty klawiszowe ................................................................................................................. 91

4.2.6.

Narzędzia pomocnicze .......................................................................................................... 92

4.2.6.1.

Generowanie listy połączeń ..................................................................................................92

4.2.6.2.

Zestawienia elementów .........................................................................................................95

4.2.6.3.

Globalna zmiana parametrów elementów .............................................................................96

4.2.7.

4.3.

Wydruk schematu ................................................................................................................. 100

Edytor płytek drukowanych ................................................................................................. 102

4.3.1.

Podstawowe cechy edytora PCB ....................................................................................... 102

4.3.2.

Rozpoczęcie pracy z edytorem PCB................................................................................. 103

4.3.3.

Konfiguracja planszy PCB ................................................................................................. 104

4.3.4.

Menu programu, panele robocze i paski narzędziowe .................................................. 106

4.3.5.

Techniki projektowania płytek drukowanych ................................................................. 111

4.3.5.1.

Projektowanie płytki z wykorzystaniem kreatora ............................................................... 113

4.3.5.2.

Projekt płytki z ręcznym obrysem obrzeża płytki...............................................................129

4.3.5.3.

Projektowanie płytki bez użycia schematu ideowego z ręcznym trasowaniem ścieżek .....132

4.3.6.

Modyfikacje i poprawa wyglądu płytki ........................................................................... 140

4.3.6.1.

Oznaczenia elementów i dodatkowe opisy .........................................................................140

4.3.6.2.

Otwory montażowe i linie wymiarowe ...............................................................................141

4.3.6.3.

Zasilanie układu ..................................................................................................................143

4.3.6.4.

Zmiana domyślnych obudów elementów ...........................................................................145

Spis treści 4.3.7.

5

Dodatki i modyfikacje ......................................................................................................... 147

4.3.7.1.

Przelotki ..............................................................................................................................147

4.3.7.2.

Pola maskujące....................................................................................................................148

4.3.7.3.

Zmiana grubości ścieżek .....................................................................................................150

4.3.8.

Reguły projektowania płytek drukowanych .................................................................... 151

4.3.8.1.

Reguły dotyczące trasowana ścieżek ..................................................................................153

4.3.8.1.1. Szerokość ścieżek ...............................................................................................................153 4.3.8.1.2. Kształt ścieżek ....................................................................................................................154 4.3.8.1.3. Topologie ścieżek................................................................................................................154 4.3.8.1.4. Warstwy ..............................................................................................................................155 4.3.8.1.5. Przelotki ..............................................................................................................................156 4.3.8.2.

Reguły elektryczne..............................................................................................................156

4.3.8.2.1. Odległość ścieżek................................................................................................................157 4.3.8.2.2. Przecięcia ścieżek ...............................................................................................................157 4.3.8.2.3. Przerwane ścieżki................................................................................................................158 4.3.8.3.

Reguły dotyczące zarządzania powierzchniami .................................................................159

4.3.8.4.

Kreator tworzenia reguł ......................................................................................................159

4.3.9.

Narzędzia pomocnicze ........................................................................................................ 161

4.3.9.1.

Informacje o płytce .............................................................................................................163

4.3.9.2.

Pomiar odległości................................................................................................................164

4.3.9.3.

DRC – tester poprawności połączeń na płytce drukowanej ................................................165

4.3.9.4.

Wizualizacja projektu płytki – Board In 3D .......................................................................168

4.3.9.5.

Zarządzanie warstwami programu ......................................................................................170

4.3.10.

Zarządzanie projektami płytek wielowarstwowych............................................................171

4.3.11. Wydruk widoku płytki drukowanej .................................................................................. 175

5. Biblioteki ................................................................................................................................................179 5.1.

Wiadomości wstępne .............................................................................................................. 180

5.2.

Przegląd dostępnych bibliotek w programie.................................................................. 181

5.2.1.

Biblioteki schematowe ........................................................................................................ 181

5.2.2.

Biblioteki PCB ...................................................................................................................... 183

5.2.3.

Biblioteki 3D ......................................................................................................................... 184

5.2.4.

Biblioteki zintegrowane ...................................................................................................... 185

5.3.

Edytor bibliotek schematów ................................................................................................ 187

5.3.1.

Obsługa edytora bibliotek schematów ............................................................................. 187

5.3.2.

Menu i paski narzędziowe .................................................................................................. 188

5.3.3.

Edycja istniejących bibliotek ............................................................................................. 191

5.3.3.1.

Usuwanie zbędnych elementów ..........................................................................................191

5.3.3.2.

Modyfikowanie kształtu istniejących elementów ...............................................................193

5.3.3.3.

Przenoszenie elementów pomiędzy bibliotekami ...............................................................199

6

Spis treści 5.3.4.

Tworzenie nowych bibliotek .............................................................................................. 202

5.3.4.1.

Możliwości i zakres tworzenia bibliotek ............................................................................203

5.3.4.2.

Rysowanie kształtu nowego elementu ................................................................................205

5.3.4.3.

Tworzenie i pozycjonowanie wyprowadzeń .......................................................................212

5.3.4.4.

Edycja sposobu wyświetlania i cech wyprowadzeń ...........................................................213

5.3.5.

Określanie właściwości elementów .................................................................................. 217

5.3.6.

Alternatywne reprezentacje graficzne .............................................................................. 225

5.3.7.

Tworzenie elementów bibliotecznych składających się z kilku części ...................... 226

5.3.8.

Sporządzanie raportów bibliotecznych ............................................................................ 229

5.4.

Edytor bibliotek PCB ............................................................................................................. 233

5.4.1.

Obsługa edytora bibliotek ................................................................................................... 234

5.4.2.

Menu i paski narzędziowe .................................................................................................. 236

5.4.3.

Edycja istniejących obudów elementów .......................................................................... 238

5.4.3.1.

Sprawdzanie wymiarów elementu ......................................................................................240

5.4.3.2.

Edytowanie pól lutowniczych .............................................................................................243

5.4.3.3.

Edytowanie kształtu i rozmiaru obudowy elementu ...........................................................246

5.4.4.

Tworzenie nowych elementów .......................................................................................... 247

5.4.4.1.

Obsługa kreatora wspomagającego projektowanie elementów bibliotecznych ..................248

5.4.4.2.

Ręczne definiowanie elementów ........................................................................................257

5.4.5.

Raporty biblioteczne ............................................................................................................ 261

5.4.6.

Sprawdzenie poprawności wykonania komponentu bibliotecznego – CRC............. 263

Wstęp

1

8

1.1.

1. Wstęp

Możliwości programu Protel 2004 to zestaw programów wspomagających projektowanie układów elektronicznych, płytek drukowanych, przygotowywanie projektów wykorzystujących układy programowalne oraz wykonywanie symulacji zaprojektowanych układów elektronicznych. Dzięki tak bogatym możliwościom, Protel 2004 jest doskonałym narzędziem umożliwiającym realizację kompletnych projektów wraz z dokumentacją urządzeń elektrycznych i elektronicznych. Stanowi on w pełni wyposażony system wspomagający projektowanie obwodów drukowanych, dostarczając wszystkich niezbędnych narzędzi potrzebnych na każdym etapie projektu, począwszy od pomysłu, przez schematy, symulacje, projektowanie PCB, skończywszy na generowaniu raportów i plików CAM. Można powiedzieć, że Protel 2004 wykracza poza ogólnie przyjęte ramy określające tradycyjne systemy służące do projektowania układów elektronicznych i tworzenia obwodów drukowanych, pozwalając użytkownikowi opracowywać i integrować układy FPGA we własnych projektach, a także automatycznie optymalizować wyprowadzenia elementów FPGA z pełną synchronizacją pomiędzy nimi a projektami PCB.

i

Ewaluacyjną wersję programu można zamówić na internetowej stronie producenta http://www.altium.com.

Oprócz oferowania kompletnego zestawu narzędzi do projektowania układów PCB, Protel 2004 może także współpracować z płytą uruchomieniową NanoBoard NB-1 (rysunek 1.1), umożliwiając szybką, interaktywną implementację i debugowanie projektu FPGA, nawet bez znajomości języków HDL. Od wielu lat Protel, w wielu wersjach, znajduje się w czołówce programów służących do projektowania układów elektronicznych. Profesjonalne możliwości pakietu połączone z łatwą obsługą i przejrzystym interfejsem użytkownika uczyniły go jednym z najbardziej popularnych na świecie narzędzi tego typu.

Rys. 1.1. Wygląd płyty uruchomieniowej NanoBoard-NB1

1.2. Budowa pakietu

9

Ze względu na relatywnie wysoką cenę, Protel 2004 jest przeznaczony przede wszystkim dla dużych i średnich firm zajmujących się projektowaniem i produkcją urządzeń elektronicznych, ale dzięki możliwości korzystania z wersji ewaluacyjnej mogą go używać także amatorzy projektujący własne układy, studenci oraz uczniowie szkół średnich.

1.2.

Budowa pakietu Protel 2004 jest dostępny w funkcjonalnym pakiecie DXP 2004 zawierającym następujące aplikacje: Circuit Studio – to uniwersalny system inżynierski, obsługujący wstępne etapy projektowania (schematy, kod HDL, symulacja), zarówno dla projektów płyt drukowanych, jak i logicznych układów programowalnych. nVisage – zawiera wielokanałowy, hierarchiczny edytor schematów, pozwalający na przygotowanie projektu zarówno pod kątem implementacji w formie obwodu drukowanego, jak i struktury FPGA. Umożliwia projektowanie FPGA na podstawie schematu, biblioteki gotowych elementów logicznych i opisu układu w języku VHDL. Oprócz wymienionych pakietów, nVisage udostępnia narzędzia do analizy i weryfikacji projektu m.in. symulator analogowo-cyfrowy klasy SPICE, symulator VHDL oraz moduł analizy sygnałowej. Kolejnym elementem pakietu są narzędzia do syntezy i kompilacji projektu, pozwalające na jego przygotowanie do etapu implementacji. Nexar – jest pierwszym w przemyśle elektronicznym, kompletnym narzędziem do projektowania systemów wbudowanych w FPGA, niezależnym od dostawcy układu. Nie wymaga od projektanta doświadczenia w językach HDL/RTL w celu projektowania systemów w FPGA. Zamiast tego program wykorzystuje znane i proste metody projektowania, oparte na schematach, podobnych jak dla obwodów drukowanych. To wystarcza do implementacji kompletnego systemu w układzie programowalnym, czyniąc potencjał systemów wbudowanych w FPGA dostępnym szerokiemu gronu inżynierów. Protel 2004 – standardowo jest wyposażony w hierarchiczny edytor schematów, edytor PCB współpracujący z autoplacerem i autorouterem topologicznym, które pozwalają na automatyczne rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej i utworzenie ścieżek między nimi. Ma również wbudowane narzędzia do weryfikacji projektu oraz generowania szerokiej gamy raportów i zestawień. Pakiet ten oparto na potężnym mechaniźmie synchronizacji, pozwalającym na zachowanie spójności całego projektu i wymianę informacji pomiędzy poszczególnymi modułami. CAMtastic – stanowi pomost pomiędzy projektowaniem PCB a produkcją, pozwalając zarówno projektantowi płyty, jak i jej wytwórcy, szybko i łatwo zweryfikować parametry krytyczne ze względu na proces produkcji. Wyposażony jest w szeroki zakres opcji importu i eksportu plików, zestaw analiz do kontroli płyty i usuwania usterek oraz narzędzia do edycji graficznej i geometrycznej. Użytkownik dysponuje więc kompletnym zestawem narzędzi potrzebnych do wykonania projektu elektronicznego, a praca z programem staje się przyjemna i efektywna. Rolę interfejsu użytkownika pełni zestaw paneli, które zarządzają także

10

1. Wstęp

obiegiem informacji pomiędzy poszczególnymi modułami funkcjonalnymi pakietu i wiążą je w zintegrowaną całość.

! 1.3.

nVisage i Protel wykorzystują ten sam edytor, obydwa moduły mogą również dzielić pliki oraz informacje zawarte w projekcie, zapewniając idealną synchronizację projektu z płytą PCB.

Poprzednie wersje Protela Zapewne mało już kto pamięta, kiedy zaczęła się historia Protela. Miało to miejsce w czasach, gdy na komputerach osobistych dominował system operacyjny DOS. Wtedy Protel nie występował jeszcze w jednym pakiecie zintegrowanym, był natomiast udostępniany w dwóch oddzielnych wersjach: Schematic (do tworzenia i edycji schematów ideowych) i Autotrax (do tworzenia obwodów drukowanych). Były to pierwsze produkty firmy Protel International. Należy wspomnieć, że pomimo swojej prostoty, był znakomitym i popularnym narzędziem, cieszącym się jeszcze dużą popularnością nawet w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia. W chwili pojawienia się systemów Windows firma Protel International szybko dostrzegła zalety środowiska graficznego, otwierającego przed użytkownikiem zupełnie nowe horyzonty. Jako pierwsza na świecie opracowała profesjonalny pakiet oprogramowania EDA pracujący w tym systemie. Kolejny przełom rozpoczął się w momencie zmiany produktu z wersji 2x na 3x. Wtedy do Protela wprowadzono innowacyjne rozwiązanie nazwane EDA/Client, które było niejako platformą łączącą wszystkie składniki pakietu w jedną całość. Zintegrowano składniki pakietu, dzięki czemu uzyskano jednolity interfejs użytkownika z dogodnymi mechanizmami wymiany danych pomiędzy poszczególnymi modułami. Rozwiązanie to nie tylko wpłynęło na poprawę komfortu i efektywności pracy, ale ponadto umocniło pozycję Protela na rynku. W tym okresie nie zaprzestano prac nad rozwojem produktu, a platforma EDA/Client dała podstawę do dalszej rozbudowy o nowe moduły. Podstawowymi składnikami pakietu były: Advanced Schematic oraz Advanced PCB. Wśród nowo powstałych najważniejsze były: Advanced Router – wysokiej klasy autoruter, Advanced SIM – wysokiej klasy symulator, Advanced PLD – produkt do pracy z układami programowalnymi. Kolejne lata przyniosły nowe, coraz bardziej profesjonalne wersje pakietu. W roku 1998 pojawił się na rynku Protel 98, dostosowany do pracy z nowymi 32-bitowymi systemami operacyjnymi. Wiosną 1999 roku ukazał się Protel 99, który w ciągu kilku miesięcy zastąpiono nowszą, znacznie udoskonaloną wersję programu Protel 99 SE. Protel 99 SE stał się bardzo popularny wśród projektantów układów elektronicznych. Po zakończonym sukcesem debiucie na giełdzie, firma Protel dynamicznie rozwijała swoje narzędzia na wielu płaszczyznach, aby zaspokoić potrzeby każdego projektanta. Dość szybko Protel zaczął przejmować konkurencyjne firmy wraz z ich

1.4. Wymagania sprzętowe

11

produktami, takimi jak: P-CAD, Circuit Maker, CAMtastic!, Peak FPGA oraz firmę Tasking (2001 r.) – światowego lidera w dziedzinie narzędzi do programowania mikroprocesorów i mikrokontrolerów. Niebawem firma Protel International zmieniła nazwę na Altium i od tego momentu Protel stał się nazwą tylko jednego z wielu produktów firmy. Wieloletnie doświadczenia i nowe technologie pozyskane w wyniku przejęcia kilku firm pozwoliły w roku 2002 wprowadzić na rynek produkt o nazwie Protel DXP, zaprojektowany pod kątem wykorzystania zalet najnowszych wersji systemów operacyjnych Windows 2000 oraz Windows XP. Rok później na rynek wprowadzono nieco zmodyfikowaną wersję programu pod nazwą Protel DXP 2004. Podobnie jak poprzednik nie może on pracować na starszych wersjach Windows9x oraz Millenium. Co prawda tak odważne posunięcie producentów programu może ograniczyć liczbę jego użytkowników, jednak warto inwestować w zakup nowego systemu operacyjnego, a najczęściej i sprzętu z uwagi na komfort pracy, dużą wydajność i bezpieczeństwo danych.

1.4.

Wymagania sprzętowe Protel DXP 2004 ma dość wysokie wymagania sprzętowe, nie tylko pod względem procesora, ale także odnośnie do zainstalowanej pamięci RAM, wolnej przestrzeni na dysku twardym oraz rozdzielczości ekranu i minimalnego rozmiaru monitora. Udaje się go co prawda uruchomić na komputerze z procesorem Pentium III 500 MHz z 256 MB pamięci RAM, lecz wówczas nie można mówić o jakimkolwiek komforcie pracy. Producent programu podaje konfigurację minimalną komputera, na jakim może pracować Protel 2004 i wygląda ona następująco: • System operacyjny – MS Windows XP (Professional lub Home) alternatywnie Windows 2000 Professional; • Procesor – Pentium 4 1,8 GHz lub odpowiednik; • Pamięć – 512 MB; • Wolna przestrzeń na dysku – 2 GB; • Rozdzielczość – 1280 × 1024; • Monitor – 17" (bardzo zalecany drugi monitor); • Karta grafiki – 32 MB z 32-bitową głębią kolorów. Konfiguracja minimalna zapewnia stabilność pracy programu, jednak daje się bardzo odczuć pewien dyskomfort pracy. Dlatego też producent podaje konfigurację zalecaną, która przedstawia się w następujący sposób: • System operacyjny – MS Windows XP (Professional lub Home) alternatywnie Windows 2000 Professional; • Procesor – Pentium 4 3,0 GHz lub odpowiednik; • Pamięć – 1 GB; • Wolna przestrzeń na dysku – 2 GB; • Rozdzielczość – 1280 × 1024; • Monitor – dwa monitory 19" lub 21"; • Karta grafiki – 64 MB z 32-bitową głębią kolorów.

12

1. Wstęp

Należy też dodać, że zapotrzebowanie programu na pamięć operacyjną rośnie wraz ze wzrostem wielkości i skomplikowaniem tworzonego projektu, gdzie nawet 1 GB pamięci RAM może okazać się niewystarczający.

!

W przypadku, gdy zapotrzebowanie na pamięć RAM osiągnęło pułap przewyższający ilość zainstalowanej pamięci w komputerze, system będzie podtrzymywał pracę programu poprzez wykorzystanie pamięci wirtualnej. Jego działanie będzie wówczas jednak znacznie wolniejsze.

Tak wysokie wymagania sprzętowe najnowszej wersji programu są jego zasadniczą wadą, jednak gdy weźmiemy pod uwagę ogromne możliwości, jakie daje nam Protel 2004, staje się to zrozumiałe.

Przygotowanie programu do pracy

2

14

2.1.

2. Przygotowanie programu do pracy

Instalowanie pakietu

Instalacja programu przebiega w standardowy sposób, jak ma to miejsce z aplikacjami pracującymi pod kontrolą systemu Windows. Po włożeniu płyty CD do napędu automatycznie uruchomi się instalator produktu i w pierwszym kroku instalacji wyświetli okno powitalne pokazane na rysunku 2.1. Naciskając przycisk Next, przechodzimy do kolejnego kroku instalatora, w którym musimy zapoznać się z umową licencyjną i zaakceptować jej warunki, wybierając I accept the license agreement, po czym naciskamy przycisk Next.

Rys. 2.1. Okno powitalne instalatora

W trzecim kroku instalacyjnym podajemy nazwę użytkownika i firmy, na jaką jest zarejestrowany program oraz określamy, kto będzie mógł go użytkować Wybierając Anyone who uses his computer, zezwalamy na dostęp do programu wszystkim użytkownikom naszego komputera, natomiast wskazując Only for me (Full Name),

Rys. 2.2. Definiowanie danych użytkownika oraz ścieżki docelowej programu

2.1. Instalowanie pakietu

15

Rys. 2.3. Postęp instalacji programu Protel 2004

ograniczamy dostęp do programu pozostałym użytkownikom komputera z wyjątkiem tego, który rozpoczął proces instalacji. Czwarty krok to określenie ścieżki docelowej, gdzie ma zostać zainstalowany program (rysunek 2.2). W kolejnym kroku instalator informuje nas, że jest gotowy do przeprowadzenia instalacji, naciskamy więc Next, po czym rozpocznie się instalacja programu (rysunek 2.3). Po zakończeniu instalacji program jest gotowy do pierwszego uruchomienia. Wywołując z menu Start skrót do programu, rozpoczniemy proces uruchomieniowy, podczas którego na ekranie wyświetlana będzie winieta programu wraz z widocznymi modułami wchodzącymi w skład pakietu DXP 2004. Po chwili na ekranie pojawi się główne okno programu, widać je na rysunku 2.4. Jeżeli jednak wywołaliśmy jakąś opcję, która zmieniła wygląd okna programu, możemy doń wrócić poprzez wybór z menu DXP opcji Licensing (rysunek 2.5). Po prawej stronie głównego okna programu widnieje okno podglądu, pełniące kluczową rolę, gdyż to właśnie w nim będą wyświetlane główne procesy zachodzące podczas pracy. Lewą część okna wypełniają tzw. panele, które wspomagają pracę projektanta

Rys. 2.4. Winieta programu widoczna podczas jego uruchamiania

Rys. 2.5. Wybór opcji Licensing z menu DXP

16

2. Przygotowanie programu do pracy

Rys. 2.6. Główne okno programu bezpośrednio po instalacji

na każdym etapie. Pozwalają na zarządzanie plikami wchodzącymi w skład projektu i wyszukiwanie elementów składowych schematu lub płytki czy też wczytywanie nowych plików do programu. We wcześniejszej wersji programu Protel 99 SE funkcję tę pełnił Design Explorer.

2.2.

Instalowanie licencji programu Bezpośrednio po zainstalowaniu i pierwszym uruchomieniu programu w górnej części okna podglądu widnieje napis There are no active licenses. Use the options below to add or choose a license, co oznacza: obecnie nie ma zainstalowanej żadnej licencji, wybierz jedną z poniższych opcji w celu jej instalacji. Do wyboru mamy dwa typy licencji programu: – Standalone – licencja instalowana na pojedynczym komputerze; – Network – licencja dedykowana dla większej liczby komputerów korzystających z programu, podłączonych do sieci komputerowej.

2.2.1.

Instalacja licencji dla pojedynczego komputera Jeżeli wybierzemy opcję Standalone, oznacza to, że będziemy chcieli dokonać aktywacji produktu dla pojedynczego komputera. Do wyboru mamy kilka sposobów: Activate license using the web – wybierając tę opcję, będziemy mogli aktywować produkt za pomocą Internetu. Podczas procesu zostaje uruchomiony kreator, w któ-

2.2. Instalowanie licencji programu

17

Rys. 2.7. Kreator aktywacji produktu za pośrednictwem internetu

rym należy wpisać Customer Number oraz Activation Code, znajdujące się na płycie instalacyjnej. Po poprawnej aktywacji programu zostanie nam przesłany e-mail zawierający plik z aktywną licencją, który z kolei należy dodać do programu. Activate licence via email – wybór tej metody pozwoli aktywować produkt za pośrednictwem poczty elektronicznej, podczas tego procesu jest generowany, na podstawie posiadanego przez nas sprzętu komputerowego, unikatowy kod w postaci pliku, który należy przesłać jako załącznik pod wskazany adres [email protected]. W wyniku powyższych czynności otrzymamy list zwrotny zawierający załącznik z niezbędnym plikiem licencyjnym. Add licence file – opcję tę wybierać będziemy wtedy, gdy staniemy się już posiadaczami pliku licencyjnego. Wskazując tę opcję, zobligowani będziemy do podania ścieżki docelowej do pliku zawierającego informacje licencyjne. Po poprawnym zainstalowaniu licencji program jest gotowy do dalszej pracy.

Rys. 2.8. Proces aktywacji programu za pośrednictwem e-maila

18

2.2.2.

2. Przygotowanie programu do pracy

Instalacja licencji sieciowej Licencja sieciowa jest przeznaczona najczęściej dla średnich i większych firm, które będą korzystać z Protela na większej liczbie komputerów, połączonych ze sobą za pośrednictwem sieci lokalnej. Instalacja licencji sieciowej odbywa się w inny sposób, niż ma to miejsce w przypadku licencji pojedynczej. W celu zainstalowania licencji sieciowej w pierwszej kolejności musimy zainstalować specjalne oprogramowanie The Network Licence Server, dołączone do płyty CD, z której instalowaliśmy Protela.

!

Należy pamiętać, że The Network Licence Server jest odrębnym programem, który należy zainstalować manualnie, z następującej ścieżki docelowej płyty CD \Network Licence Setup\Setup.exe. Zaleca się również, aby oprogramowanie zainstalować w tej samej lokalizacji co główny program.

Sam proces instalacji oprogramowania do zarządzania licencjami sieciowymi przebiega niemalże w identyczny sposób, jak ma to miejsce w innych programach pracujących pod kontrolą systemów Windows.

Rys. 2.9. Instalator sieciowej usługi licencyjnej

2.2.2.1.

Konfigurowanie licencji sieciowej Chcąc mieć dostęp do DXP Network Licence Service, należy po zainstalowaniu oprogramowania odnaleźć w zasobniku systemowym ikonę i kliknąć na nią dwukrotnie lewym przyciskiem myszki lub też jednokrotnie prawym przyciskiem i z menu kontekstowego wywołać opcję Settings (rysunek 2.10). Po wywołaniu powyższych czynności zostanie uruchomione oprogramowanie zarządzające licencjami sieciowymi. Warunkiem wystarczającym do poprawnego działania programu w sieci jest skonfigurowanie podstawowego serwera licencyjnego. W tym celu zaznaczamy Primary Server, a następnie klikamy na przycisk Setup (rysunek 2.11).

Rys. 2.10. Procedura uruchamiania DXP Network License Service

2.2. Instalowanie licencji programu

19

Rys. 2.11. Konfiguracja podstawowego serwera licencyjnego

Po wykonaniu podanych kroków na ekranie zostanie wyświetlone okno, w którym definiujemy numer portu serwera licencyjnego, a za pomocą przycisku Start włączamy go (rysunek 2.12).

Rys. 2.12. Ustalanie numeru portu i włączanie serwera licencyjnego

2.2.2.2.

Przygotowanie programu do pracy w sieci Po skonfigurowaniu podstawowego serwera należy przeprowadzić aktywację programu za pośrednictwem pliku licencyjnego. Chcąc aktywować produkt, w pierwszej kolejności należy nacisnąć przycisk Activate znajdujący się w lewym dolnym rogu okna, pokazany na rysunku 2.11. Po wykonaniu powyższych operacji zgłosi się okienko Network Service Activation, w którym zobligowani będziemy do określenia, w jaki sposób będziemy chcieli pozyskać plik licencyjny. Dalsza część aktywacji produktu przebiega w identyczny sposób, jak to miało miejsce w przypadku aktywowania pojedynczej licencji (rysunek 2.13).

20

2. Przygotowanie programu do pracy

Rys. 2.13. Wybór metody aktywacji programu

2.2.2.3.

Dodawanie użytkowników oraz tworzenie grup Wszelkich ustawień związanych z dodawaniem nowych użytkowników, tworzeniem grup czy też przypisywaniem istniejących użytkowników do danych grup będziemy dokonywać w oknie Security (rysunek 2.14). Chcąc dodać nowego użytkownika, należy kliknąć prawym przyciskiem myszy w głównej części ekranu, następnie z menu kontekstowego wybrać opcję Add New User, a potem przypisać mu nazwę, za pomocą której będzie identyfikowany w systemie. Wybierając z menu kontekstowego opcję Add Group, tworzymy nową grupę, do której będą należeli wybrani przez nas użytkownicy (rysunek 2.15).

Rys. 2.14. Dodawanie nowego użytkownika

2.2. Instalowanie licencji programu

21

Rys. 2.15. Tworzenie nowej grupy

!

Zaleca się, aby po każdorazowym dodaniu nowego użytkownika czy też stworzeniu grupy, wyłączyć, a następnie zrestartować DXP Network Licence Server.

Po dodaniu grup oraz użytkowników przykładowe okno Security może wyglądać tak jak przedstawiono to na rysunku 2.16.

!

Jeżeli liczba przypisanych licencji jest większa niż przykładowo liczba dostępnych licencji dla danej firmy, wówczas informacje podsumowujące będą wyświetlane kolorem czerwonym, w przeciwnym przypadku kolorem zielonym.

Rys. 2.16. Okno Security po dodaniu grup użytkowników

2.2.2.4.

Aktywowanie licencji sieciowej Pierwszą czynnością, jaką należy wykonać w celu aktywacji programu, jest aktywacja licencji sieciowej bezpośrednio po uruchomieniu programu. W tym celu należy wybrać Network z działu Licensing Mode (rysunek 2.17). Następnie na ekranie zostaje wyświetlone okno Network Server Setup, w którym podajemy nazwę lub adres IP serwera licencyjnego oraz wpisujemy numer portu (rysunek 2.18).

22

2. Przygotowanie programu do pracy

Rys. 2.17. Wybór rodzaju licencji programu

Opcjonalnie można, w przypadku istnienia w sieci lokalnej drugiego serwera licencyjnego, wpisać jego parametry w dziale Secondary Server (rysunek 2.18). Po zmianie rodzaju licencji ze Standalone na Network zmienia się zawartość głównego okna programu, w którym pojawiają się nowe opcje. Wybór opcji Setup pozwala na powrót do okna Network Server Setup, w przypadku wskazania Reconnect program ponownie wywołuje połączenie z serwerem licencyjnym.

Rys. 2.18. Konfigurowanie połączenia z serwerem licencyjnym

Rys. 2.19. Widok okna Licensing po zmianie trybu licencji na Network

Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

3

24

3.1.

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rozpoczęcie pracy z programem Przypomnijmy, że podczas prac wykonywanych w Protelu DXP 2004 po lewej stronie głównego okna programu będzie nam towarzyszyć zestaw paneli, odpowiedzialnych za wspomaganie większości prac związanych z projektowaniem układów elektronicznych (rysunek 3.1). Podstawowe panele to Files, Projects oraz Navigator. Ich dokładną rolę i przeznaczenie opisano w dalszej części książki.

Rys. 3.1. Widok zestawu podstawowych paneli programu

3.1.1.

Przeglądanie gotowych projektów oraz dokumentów Spróbujmy sobie wyjaśnić na początku, jaka jest różnica pomiędzy dokumentem a projektem. Dokumentem może być pojedynczy schemat układu, plik płytki drukowanej, kod źródłowy mikrokontrolera itp. Projekt natomiast może zawierać w sobie kilka, a nawet więcej schematów ideowych, ich płytki drukowane, wyniki ich symulacji analogowych lub cyfrowych itp.

!

Pamiętaj, różnica pod względem przechowywania elementów składowych projektu pomiędzy Protelem DXP 2004 a programem Protel 99 SE jest taka, że w najnowszej wersji programu projekt (plik o rozszerzeniu *.PRJ) zawiera tylko łącza (odnośniki) do pojedynczych dokumentów zapisanych w różnych miejscach dysku twardego, natomiast w starszej wersji programu wszystkie dokumenty tworzące projekt zapisywane były w jednym pliku o rozszerzeniu *.DDB.

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

25

Rys. 3.2. Okno otwierania projektów i dokumentów

Rys. 3.3. Przykładowy schemat elektryczny

Do otwierania istniejących dokumentów lub projektów będziemy wykorzystywać panel Files, wybierając z niego opcję Open a document, do projektów zaś Open a project. W każdym z działów widnieją ostatnio otwarte pliki, natomiast wybór funkcji More Documents... oraz More Projects... pozwala na wybór dowolnego pliku zapisanego na dysku twardym lub innym dowolnym nośniku wymiennym. Wszystkie dokumenty i projekty programu Protel DXP 2004 znajdują się w następującej lokalizacji ../Altium2004/Examples, gdzie dalej podzielone są na odpowiednie kategorie. Po otwarciu wybranego przez nas dokumentu w głównym oknie programu zostanie wyświetlona jego zawartość, co pokazano na rysunku 3.3.

3.1.2.

Otwieranie projektów ze starszych wersji programu Projektów oraz pojedynczych dokumentów utworzonych w starszych wersjach Protela nie można wczytać bezpośrednio do programu, gdyż mają inną strukturę. Przypomnijmy, że przykładowo w popularnej wersji programu Protel 99 SE elementy składowe projektu zapisywane były w jednym pliku o rozszerzeniu *.ddb. Z tego

26

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.4. Komunikat wyświetlający informację o konieczności konwersji otwieranego pliku

Rys. 3.5. Struktura plików projektu po konwersji

powodu muszą one zostać skonwertowane. Protel 2004 dokonuje tego w sposób automatyczny, informując użytkownika o konieczności dokonania konwersji. Pliki utworzone w starszych wersjach programu wczytuje się niemal w analogiczny sposób do pozostałych, z tą różnicą, że podczas próby ich ładowania zostaje wyświetlony na ekranie komunikat o konieczności przeprowadzenia importu ze starszego formatu. Po poprawnym załadowaniu pliku w panelu Projects zostanie wyświetlona struktura plików projektu, co widać na rysunku 3.5. W przypadku, gdy wskażemy dokument zawierający schemat ideowy, po chwili w oknie podglądu zobaczymy jego zawartość. Trochę inaczej sprawa wygląda w przypadku, kiedy wskażemy dokument zawierający płytkę drukowaną, wówczas uruchomi się specjalny kreator, który przeprowadzi nas przez cały proces konwersji płytki z poprzedniego formatu (rysunek 3.6). W drugim oknie kreatora decydujemy, jakiego formatu ma być płytka: jeżeli wybierzemy Define Board Shape from bounding rectangle, wówczas kształt płytki będzie prostokątny, jeżeli zaś wybierzemy Define Board Shape from primitive sets on layer, wtedy kształt płytki zostanie importowany z dokumentu źródłowego (rysunek 3.7).

Rys. 3.6. Pierwsze okno kreatora konwersji płytki drukowanej

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

27

Rys. 3.7. Określanie kształtu płytki podczas konwersji

Rys. 3.8. Okna konwersji warstw

W następnym oknie kreatora możemy wpłynąć na konwersję reguł związanych z warstwami maskującymi oraz zasilającymi i masy w płytkach wielowarstwowych. Po przejściu wszystkich kroków kreatora na ekranie pojawi się gotowy kształt konwertowanej płytki drukowanej, co przedstawiono na rysunku 3.9.

3.1.3.

Zarządzanie strukturą projektu W przypadku otwarcia projektu pomocny może się okazać panel Projects, którego zadaniem jest ułatwienie użytkownikowi poruszanie się po elementach składowych projektu (rysunek 3.10). Łatwo też można zauważyć, że dokumenty, które udało nam się otworzyć, program oznacza w odpowiedni sposób poprzez wyświetlenie obok jego nazwy ikony zagiętej kartki papieru . Często też może się zdarzyć, że otworzyliśmy w programie większą liczbę projektów lub dokumentów, dlatego też w celu zachowania odpowiedniej chronologii panel Projects wyświetla wszystkie elementy składowe w strukturach drzewiastych (rysunek 3.11). W przypadku, gdy klikniemy daną gałąź drzewa prawym przyciskiem myszki, na ekranie pojawi się menu kontekstowe zawierające kilka użytecznych funkcji: Open

28

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.9. Widok płytki po przeprowadzonej konwersji ze starszej wersji programu

Project Documents – otwiera wskazany dokument projektu; Hide All In Project – ukrywa wszystkie dokumenty składowe projektu; Close Project Documents – zamyka wskazany dokument projektu; Close Project Tree – zamyka drzewo projektu (rysunek 3.12). W przypadku, gdy wybierzemy Explore, zostanie otwarte okno systemu Windows, w którym będą wyświetlone wszystkie elementy wchodzące w skład projektu, co pokazuje (rysunek 3.13).

Rys. 3.10. Panel Projects

Rys. 3.11. Struktura drzewiasta projektów wczytanych do programu

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

29

Rys. 3.12. Fragment menu kontekstowego panelu Projects

Rys. 3.13. Okno systemu Windows wyświetlające elementy składowe otwartego projektu

Przy przeglądaniu dowolnego projektu może się okazać, że celowo lub też przez przypadek dokonaliśmy jakichś zmian w jednym lub kilku dokumentach i podczas próby ich zamknięcia na ekranie wyświetli się nam okno, pokazane na rysunku 3.14 z listą dokumentów. Jeżeli w którymś zmodyfikowanym dokumencie mają zostać wprowadzone zmiany, wybieramy z menu rozwijalnego funkcję Save, jeśli rezygnujemy ze zmian, wybieramy dla tego dokumentu Don't Save, ostatecznie wszystko potwierdzmy przyciskiem OK. W przypadku, gdy wyrażamy zgodę na zapisanie wszystkich dokumentów, wybieramy Save All, gdy zaś nie chcemy zapisać żadnego z nich, wówczas wskazujemy na Save None. Niewygodne też jest częste przełączanie pomiędzy elementami składowymi projektu, dlatego możemy posłużyć się funkcjami zawartymi w menu Window, dzięki którym będziemy mieli możliwość łatwiejszego obserwowania zmian zachodzących w dokumentach.

Rys. 3.14. Okno zapisu dokumentów

30

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.15. Rozwinięte menu Window

Grupa funkcji Tile jest odpowiedzialna za automatyczne rozmieszczanie otwartych okien na ekranie, Horizontally – w pionie, Vertically – w poziomie. Do wyrównywania wyświetlanych okien poziomo lub pionowo pomocna może się okazać jedna z opcji Arrange All Windows. Jeżeli będziemy chcieli ukryć dokumenty wchodzące w skład projektu, wystarczy, że posłużymy się opcją Hide All. Na dole menu Window widnieje lista otwartych dokumentów projektu, ponadto aktywny dokument jest oznaczany w specjalny sposób (rysunek 3.15).

Rys. 3.16. Automatycznie rozmieszczone okna dokumentów składowych projektu

31

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

Automatycznie rozmieszczone okna dokumentów składowych otwartego wcześniej projektu przedstawiono na rysunku 3.16.

3.1.4.

Nawigowanie po projekcie Nawigowanie po projekcie jest czynnością, którą użytkownik prowadzi cały czas podczas różnych etapów projektowania układu elektronicznego. Czynności nawigacyjne mają miejsce już na samym początku projektowania, gdy rozmieszczamy i łączymy elementy, podczas analizowania i weryfikowania projektu, a nawet podczas projektowania płyty drukowanej. Otwórzmy dowolny projekt, niech będzie to np. Bandpass, Amplifier, znajdujący się w następującej ścieżce docelowej programu ..Altium2004\Examples\Circuit Simulation\Bandpass Amplifier. Pomocny podczas poruszania się po projekcie okaże się panel Navigator, który po zainicjowaniu początkowo jest pusty, przedstawiono go na rysunku 3.17. Panel ten składa się z czterech części, w pierwszej będą wyświetlane dokumenty wchodzące w skład danego projektu oraz relacje występujące pomiędzy nimi. W drugiej części będą wyświetlane elementy składowe danego schematu ideowego lub komponenty płyty drukowanej. W trzeciej części będziemy mogli obserwować połączenia istniejące w projekcie. Czwarta, a zarazem ostatnia część panelu, odpowiedzialna jest za prezentację wyprowadzeń danego komponentu. Rozwijając listę obok przycisku Interactive Navigation, możemy określić, co ma być zaznaczane podczas procesu nawigacji oraz jaki rodzaj nawigacji nas interesuje (rysunek 3.18). Wykorzystywanie nawigacji pozwala znaleźć żądany element wchodzący w skład schematu ideowego lub też wyświetlić szczegółowe informacje o wskazanym elemencie. Po otwarciu dokumentu na ekranie widzimy jego podgląd.

Rys. 3.17. Panel Navigator

Rys. 3.18. Opcje narzędzia Interactive Navigation

32

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.19. Schemat ideowy przykładowego wzmacniacza

Rys. 3.20. Elementy składowe dokumentu wyświetlone w panelu Navigator

Aby rozpocząć nawigację, wybieramy jedną z czterech dostępnych metod poruszania się (Zooming, Selecting, Masking, Conective Graph) i naciskamy przycisk Interactive Navigation, pokazany na rysunku 3.17, a następnie lewym przyciskiem myszki wskazujemy dowolny komponent schematu. Czynność ta spowoduje wyświetlenie szczegółowych informacji wiążących się z nim w panelu Navigator, co obrazuje rysunek 3.20. Dla wskazanego elementu R2 widzimy, jaką on ma wartość, z jakimi pinami innych komponentów jest połączony oraz ile ma wyprowadzeń. Jeżeli wybraliśmy pierwszy sposób nawigacji – Zooming, wówczas wielkość ekranu zostaje wycentrowana do wskazanego elementu i powiększona w zależności od stopnia zoomu, który określa się za pomocą suwaka, co widać na rysunku 3.21. Metody nawigowania można stosować pojedynczo lub łączyć je ze sobą, dlatego też gdy obok sposobu Zooming wybierzemy dodatko-

33

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

Rys. 3.21. Widok schematu podczas nawigacji typu Zooming

Rys. 3.22. Widok schematu podczas nawigacji typu Selecting

Rys. 3.23. Widok schematu podczas nawigacji typu Masking

wo Selecting, wówczas oprócz powiększenia ekranu wskazany element zostaje zaznaczony, co przedstawiono na rysunku 3.22. Innym sposobem nawigacji jest Masking. Po wybraniu tej metody wszystkie elementy schematu wyświetlane są jaśniejszym kolorem oprócz wskazanego elementu; widać to na rysunku 3.23. Gdy z kolei wybierzemy metodę Conective Graph, wówczas po wskazaniu danego elementu na schemacie zostanie wyświetlona (kolorem zielonym) sieć powiązań pomiędzy połączonymi ze sobą elementami. Metodę tę przedstawiono na rysunku 3.24. W przypadku, gdy zamiast elementu wskażemy np. jego wyprowadzenie, to sieć połączeń zostanie wyświetlona linią przerywaną koloru czerwonego, co pokazano na rysunku 3.25.

Rys. 3.24. Widok schematu podczas nawigacji typu Connective Graph

Rys. 3.25. Powiązania pomiędzy portami danych komponentów

34

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.26. Parametry elementów wyświetlone w panelu Navigator

Panel Navigator wykorzystywany może też być do wyświetlania szczegółowych informacji o danych elementach w trybie nawigacji. Na przykład po wskazaniu źródła napięcia V1 i odpowiednim powiększeniu panelu Navigator oraz rozwinięciu gałęzi drzewa parametrów, możemy dokładniej przyjrzeć się wszystkim cechom wskazanego elementu (rysunek 3.26).

3.1.5.

Wyszukiwanie komponentów w istniejącym dokumencie Często się zdarza, że po otwarciu schematu ideowego lub projektu płytki drukowanej zachodzi potrzeba odnalezienia na nim jakiegoś komponentu. Program jest wyposażony w kilka narzędzi, które potrafią w precyzyjny sposób wyszukać interesujący nas obiekt. Wyszukiwanie komponentów w Protelu DXP 2004 to proces nie tylko ułatwiający odnalezienie pojedynczego elementu w gąszczu innych – często bardzo podobnych, lecz także powodujący poprawę widoczności odszukanego komponentu poprzez maskowanie pozostałych, powiększenie lub zaznaczenie znalezionego elementu. Zapoznaliśmy się z tym już podczas nawigacji po projekcie.

3.1.5.1.

Wyszukiwanie tekstu Pierwszą, a zarazem jedną z najprostszych metod wyszukiwania elementów lub obiektów tekstowych, jest metoda polegająca na odnajdywaniu całości bądź fragmentów tekstu mieszczących się w danym dokumencie. Na przykład może to być wartość lub symbol komponentu znajdującego się na schemacie lub płytce drukowanej. Okno wyszukiwania wywołujemy z menu Edit>Find Text... lub też klikając prawym przyciskiem myszy w wolnej przestrzeni roboczej programu, i z menu kontekstowego wybieramy narzędzie o tej samej nazwie. Dodatkową metodą może być użycie kombinacji klawiszy Ctrl+F (rysunek 3.27). Po wykonaniu jednej z powyższych czynności na ekranie pojawi się okno Find Text, w którym w polu Text to Find wpisujemy cały tekst bądź fragment do wyszu-

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

35

Rys. 3.27. Procedury wywoływania narzędzia do wyszukiwania tekstu

kania. Częścią tego okna jest dział Scope, gdzie w Sheet Scope określamy, czy program ma przeszukać tylko otwarty dokument, czy wszystkie wczytane do programu dokumenty, czy też te, które wchodzą w skład danego projektu. Selection pozwala nam zdecydować, w jaki sposób mają zostać oznaczone obiekty po procesie wyszukiwania (rysunek 3.28).

Rys. 3.28. Narzędzie służące do wyszukiwania tekstu w dokumentach

Załóżmy, że będziemy chcieli wyszukać element mający oznaczenie Q1. Po naciśnięciu przycisku OK na ekranie pojawi się panel wiadomości i komunikatów Messages, w którym zostaną wyświetlone szczegółowe informacje na temat znalezionego obiektu (rysunek 3.29). Gdy zamkniemy lub zminimalizujemy panel Messages, na ekranie zostanie wyświetlony interesujący nas element (rysunek 3.30).

!

Za pomocą narzędzia Find Text można łatwo w projekcie odnaleźć elementy o określonych wartościach, symbolach itp.

36

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.29. Panel Messages

3.1.5.2.

Rys. 3.30. Widok znalezionego elementu

Odnajdywanie podobnych elementów Równie dobrym narzędziem służącym do wyszukiwania elementów w projekcie jest Find Similar Objects (rysunek 3.31). Różnica w stosunku do poprzedniego polega na tym, że będziemy je wykorzystywać do odnajdywania w projekcie elementów podobnych lub o zbliżonych właściwościach. Możemy je wywołać z menu Edit lub za pośrednictwem menu kontekstowego, pojawiającego się po kliknięciu prawym klawiszem myszy na dowolnym elemencie. Dodatkowo można do tego celu użyć kombinacji klawiszy Shift+F. Po wykonaniu wyżej opisanych czynności na ekranie pojawi się okno do wyszukiwania podobnych elementów. W każdej kategorii mamy do wyboru trzy kryteria przeszukiwania dokumentu: Any (dowolny), Same (ten sam), Different (różny). Załóżmy, że będziemy chcieli wyszukać wszystkie elementy, które mają wśród swoich parametrów opis Resistor, dlatego w kategorii Description wybieramy odpowiednie kryterium Same, pozostałe zaś pozostawiamy bez zmian (rysunek 3.32). Opcje do zaznaczenia, mieszczące się u dołu okna, służą do wyboru sposobu wyświetlania odnalezionych elementów, zakresu przeszukiwanych dokumentów lub też pozwalają zdecydować, czy ma zostać uruchomiony dodatkowy panel Inspector. Za jego pomocą można wyselekcjonować, powiększyć lub też udostępnić do edycji dany obiekt. Wygląd panelu przedstawiono na rysunku 3.33. Wynikiem naszych poszukiwań miały okazać się obiekty będące rezystorami, stąd też na poniższym rysunku widzimy, że program oznaczył interesujące nas elementy.

Rys. 3.31. Wybór narzędzia Find Similar Objects

37

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

Rys. 3.32. Otwarte narzędzie do wyszukiwania podobnych elementów

Rys. 3.33. Panel Inspector

Rys. 3.34. Elementy znalezione za pomocą narzędzia Find Similar Objects

3.1.5.3.

Manualne wyszukiwanie poprzez zarządzanie widokiem Dość często podczas pracy z dużymi projektami widok schematu lub obwodu drukowanego staje się nieczytelny, dlatego też powinniśmy umieć posługiwać się wbudowanymi narzędziami programu, pozwalającymi na zapewnienie odpowiedniej

38

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.35. Widok zaprojektowanej płyty drukowanej

czytelności projektu, a co za tym idzie, manualne odnajdywanie interesujących nas elementów. Spróbujmy więc teraz przedstawić ten problem, otwierając odpowiedni projekt spełniający te kryteria. Wczytajmy do programu plik z następującej ścieżki docelowej ...Examples\PCB Benchmmark\PCB Benchmmark.pcb. Na ekranie widzimy bardzo rozbudowany widok zaprojektowanego obwodu drukowanego. Na pierwszy rzut oka można dostać oczopląsu i trudno dostrzec pojedynczy element. Po chwili okazuje się jednak, że Protel pozwala (nawet w przypadku tak skomplikowanego projektu) poruszać się po nim swobodnie. Co prawda w celu łatwiejszego rozpoznania danych elementów można by użyć narzędzi do powiększania widoku, tzw. Zoomu, wykorzystując do tego celu narzędzia zawarte w menu View (rysunek 3.36). Fit Document – pozwala na automatyczne dopasowanie wielkości widoku do otwartego dokumentu, Fit Sheet – do wielkości arkusza (matrycy roboczej), Fit Board – dopasowuje bieżący widok do wielkości płyty drukowanej, Area – widok zostanie dopasowany do rozciągniętego za pomocą myszy obszaru na płycie drukowanej,

Rys. 3.36. Zestaw narzędzi służących do zarządzania widokiem projektu

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

39

Rys. 3.37. Powiększony fragment projektu płytki drukowanej

Around Point – widok powstaje na podstawie zaznaczonych dwóch punktów na płycie drukowanej, Selected Object – dopasowanie widoku do zaznaczonych elementów, Filtered Objects – widok zostanie rozciągnięty tylko nad przefiltrowanymi obiektami (nie będą wyświetlane elementy zamaskowane). Do najczęściej używanych podczas pracy z programem funkcji Zoomu należą: Zoom In – powiększenie aktualnego widoku, Zoom Out – jego zmniejszenie; Zoom Last – pozwala powrócić do poprzedniego widoku. Powiększony fragment wcześniej otwartego projektu przedstawiono na rysunku 3.37.

! 3.1.5.4.

Warto przyswajać sobie ważne skróty klawiszowe często wykonywanych operacji, gdyż pozwoli to znacznie zaoszczędzić czas wykonania projektu. Do powiększania bieżącego widoku po prostu użyj klawisza PgUp, a do jego zmniejszenia PgDown.

Wyszukiwanie elementów poprzez zadawanie zapytań Innym, nieco bardziej zaawansowanym narzędziem służącym do wyszukiwania elementów danego dokumentu jest narzędzie opierające się na tzw. „zadawaniu zapytań”. Znajduje ono zastosowanie przy bardziej skomplikowanych projektach. Przykładem mogą być płyty drukowane skomplikowanych układów i urządzeń elektronicznych itp. Do omówienia tego zagadnienia posłuży otwarty wcześniej projekt. Narzędzie to można uruchomić na kilka sposobów: z menu Edit>Build Query, z menu podręcznego wybierając funkcję o tej samej nazwie lub po prostu używając skrótu klawiszowego Shift+B (rysunek 3.38).

!

Narzędzie do zadawania zapytań współpracuje tylko z projektami obwodów drukowanych, stąd też nie może być użyte np. do wyszukiwania komponentów zawartych na schemacie ideowym.

Po uruchomieniu tego narzędzia na ekranie zostanie wyświetlone okno Building Query from Board, w którym będziemy zadawać pytania. W pierwszej kolejności,

40

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.38. Uruchamianie narzędzia do zadawania zapytań

w dziale Condition Type/Operator wybieramy rodzaj zapytania, np. Belongs to Component oznaczać będzie: znajdź wszystko, co należy do danego komponentu (rysunek 3.39). Inne równie użyteczne kryteria to: Belongs to Net – wyszukiwanie wszystkich elementów podłączonych do danego zacisku czy też szyny napięciowej itd., Exists on Layer – znalezienie wszystkich elementów znajdujących się na danej warstwie, Object Kind is – wyszukiwanie według rodzaju danego obiektu, Associated with Footprint – wyszukiwanie elementów, którym przypisano daną obudowę itd. Kolejną czynnością, jaką należy wykonać, jest wybór kryteriów dla danego rodzaju pytania. Na przykład wybieramy w dziale Condition Value wartość U45, co będzie dosłownie oznaczać: znajdź element oznaczony symbolem U45 (rysunek 3.40). W tym momencie sprecyzowaliśmy w Protelu pierwsze proste pytanie. Aby program rozpoczął proces wyszukiwania danego elementu, wystarczy nacisnąć przy-

Rys. 3.39. Narzędzie do zadawania zapytań

3.1. Rozpoczęcie pracy z programem

41

Rys. 3.40. Wybór kryteriów dla danego pytania

cisk OK i po chwili na ekranie zostanie wyświetlony interesujący nas element, co widać na rysunku 3.41. Na rysunku 3.42 przedstawiono natomiast wynik wyszukiwania w przypadku, gdy zapytanie jest sprecyzowane następująco: znajdź na płycie drukowanej wszystkie zaciski i obwody zasilające.

Rys. 3.41. Element znaleziony metodą zadawania zapytań

Rys. 3.42. Znalezione w projekcie zaciski i obwody zasialnia

42

3. Pierwsze kroki z Protelem DXP 2004

Rys. 3.43. Zestaw narzędzi do tworzenia zapytań strukturalnych

Oprócz prostego zadawania zapytań, program umożliwia także tworzenie bardziej zaawansowanych. Oznacza to, że do interesującego nas zagadnienia, w celu lepszego zawężenia kryteriów poszukiwań, możemy zadać kilka różnych zapytań mających postać drzewiastą. Do tego celu będziemy wykorzystywać wbudowany w okno Building Query from Board pasek narzędziowy, który pokazano na rysunku 3.43.

Obsługa programu

4

44

4.1.

4. Obsługa programu

Nowy projekt W celu stworzenia nowego projektu możemy posłużyć się menu File, wybierając z niego New, a następnie PCB Project. Druga z możliwości polega na rozwinięciu menu kontekstowego poprzez kliknięcie prawym przyciskiem myszy w panelu Projects, a następnie wskazanie Add New Project>PCB Project (rysunek 4.1). Po wykonaniu jednej z wyżej opisanych czynności w panelu Projects pojawią się dwie nowe informacje. Według pierwszej z nich utworzono właśnie nowy projekt, a według drugiej nie zawiera on jeszcze żadnych dokumentów składowych (rysunek 4.2). Teraz będzie odpowiedni moment, aby zapisać nowo utworzony projekt, wybierając lokalizację na dysku twardym, i nadać mu specyficzną nazwę. Do tego celu możemy użyć funkcji z menu File>Save Project lub ją wywołać z menu kontekstowego po kliknięciu prawym przyciskiem myszy na nazwie nowego projektu.

! 4.1.1.

Jako ścieżkę docelową nowo tworzonych projektów i dokumentów Protel sugeruje własny folder domyślny z istniejącymi tam już projektami, jednak zalecane jest utworzenie własnego folderu, aby nie doprowadzić do niepotrzebnego bałaganu w strukturze plików.

Dodawanie nowych dokumentów do projektu Kolejna czynność, jaką powinniśmy wykonać, polega na dodaniu dokumentów, które będą wchodzić w skład danego projektu. Załóżmy, że pierwszym dokumentem będzie dokument zawierający jakiś dowolny schemat, więc wybieramy z menu

Rys. 4.1. Sposób tworzenia nowego projektu

45

4.1. Nowy projekt

Rys. 4.2. Nowy projekt utworzony w programie

Rys. 4.3. Widok projektu po dodaniu pierwszego dokumentu

File>New>Schematic. Alternatywna metoda polega na wybraniu z menu kontekstowego Add New to Project>Schematic. Podobnie jak miało to miejsce z projektem, warto zapisać nowo utworzony dokument, przypisując mu odpowiednią nazwę. Postępujemy analogicznie jak poprzednio lub też naciskamy przycisk dyskietki znajdujący się na pasku narzędziowym Schematic Standard. Po wykonaniu tych czynności powinniśmy uzyskać efekt zobrazowany na rysunku 4.3.

!

Warto zapamiętać, że w Protelu DXP 2004 w odróżnieniu od wcześniejszej, bardzo popularnej wersji programu Protel 99SE, projekt nie zawiera już w sobie dokumentów składowych, lecz jedynie stanowi sieć powiązań pomiędzy nimi w postaci tzw. linków.

!

Zauważmy też, że w Protelu DXP 2004 zmieniły się nazwy rozszerzeń projektów oraz plików dokumentów. Rozszerzenia są sześcioznakowe, na przykład rozszerzenie projektu płytki drukowanej to *.prjpcb, w Protelu 99 SE było to po prostu *.prj. Dokument zawierający schemat elektryczny ma obecnie rozszerzenie *.schdoc i plik taki jest zapisywany w formacie Advanced Schematic Binary. Przy zapisie dokumentu w starym formacie Schematic Binary 4.0 będzie on miał rozszerzenie dawnej postaci *.sch.

Po dwukrotnym kliknięciu na nazwie dokumentu w panelu Projects, w głównym oknie programu zostaje wyświetlona jego zawartość (rysunek 4.4). Do projektu można również dodać inne dokumenty. Aby tego dokonać, postępujemy w analogiczny sposób, jak w przypadku dokumentu przedstawiającego schemat ideowy. Wybierając Text document – wstawiamy pusty plik tekstowy, PCB – dokument zawierający obraz płytki drukowanej. W przypadku, gdy wyrazimy chęć dodania do projektu istniejącego już dokumentu, wówczas wybieramy opcję Add Existing to project... i odszukujemy plik, który ma znaleźć się w projekcie. Po dodaniu kilku dokumentów, panel Projects będzie wyglądał tak, jak przedstawia to rysunek 4.5.

46

4. Obsługa programu

Rys. 4.4. Podgląd zawartości schematu wchodzącego w skład projektu

!

Zauważ, że niektóre dokumenty obok swojej nazwy mają ikonę zagiętej kartki papieru . Oznacza to, że są one aktualnie otwarte, pozostałe z kolei znajdują się co prawda w projekcie, lecz nie są otwarte. Dokument oznaczony na niebiesko jest aktywnym dokumentem, którego podgląd jest wyświetlany w głównym oknie programu.

Rys. 4.5. Widok panelu Projects po dodaniu kilku dokumentów do projektu

4.1.2.

Zarządzanie dokumentami w projekcie Protel DXP 2004 pozwala w bardzo wygodny sposób na zarządzanie dokumentami wchodzącymi w skład danego projektu. Dokumenty można w swobodny sposób usuwać lub przenosić do innego otwartego projektu, a także zapisywać je jako odrębne pliki niewchodzące w skład żadnego projektu itp.

47

4.1. Nowy projekt

4.1.2.1.

Usuwanie dokumentów z projektu Najprostszą metodą usuwania danego dokumentu z projektu jest kliknięcie na nim prawym klawiszem myszy i wybranie z menu kontekstowego opcji Remove from Project... (rysunek 4.6). Po wykonaniu powyższych działań program poprosi jeszcze o potwierdzenie wykonania tej czynności, co przedstawiono na rysunku 4.7.

Rys. 4.6. Procedura usuwania dokumentu z projektu

Rys. 4.7. Potwierdzenie usunięcia dokumentu z projektu

Po naciśnięciu przycisku Yes w oknie Confirm Remove struktura projektu się zmienia. Usunięty dokument nie został bezpowrotnie skasowany, lecz przeniesiony do działu osobnych plików Free Documents, nieprzypisanych do żadnych projektów (rysunek 4.8).

Rys. 4.8. Widok panelu Projects po usunięciu dokumentu z projektu

4.1.2.2.

Przenoszenie dokumentów pomiędzy innymi projektami Załóżmy, że zachodzi potrzeba przeniesienia jakiegoś dokumentu pomiędzy dwoma różnymi projektami. Wtedy w pierwszej kolejności należy otworzyć interesujące nas projekty. Przykładowo niech będzie to PCB Benchmark.prjpcb znajdujący się w folderze Examples programu Protel DXP 2004. Po wykonaniu powyższych czynności struktura załadowanych do programu dokumentów wygląda jak na rysunku 4.9. Łatwo można wyróżnić trzy grupy: pierwsze dwie to projekty, trzecia z kolei stanowi otwarte dokumenty – nieprzypisane do żadnego projektu. Ponadto w projekcie PCB Benchmark.prjpcb znajdują się dwa foldery Settings oraz Libraries, przecho-

48

4. Obsługa programu

Rys. 4.9. Przykładowa struktura dokumentów w programie

Rys. 4.10. Struktura plików w programie po przeniesieniu dokumentu z jednego projektu do drugiego

wujące informacje o ustawieniach oraz o wykorzystanych bibliotekach w projekcie. Jednak na tym etapie poznawania programu nie będziemy o nich wspominać. Załóżmy, że będziemy chcieli przenieść dokument PCB Benchmark.pcbdoc do naszego nowo utworzonego projektu. W tym celu wystarczy chwycić lewym przyciskiem myszy interesujący nas dokument, przenieść go na wysokość drugiego projektu, a następnie zwolnić przycisk myszy. Po przeniesieniu wybranego dokumentu nową strukturę plików widać na rysunku 4.10.

4.2.

Edytor schematów Problemy związane z tworzeniem prostych projektów oraz zarządzanie nimi mamy już za sobą, możemy przejść do narysowania pierwszego schematu ideowego. W tym celu należy utworzyć nowy dokument zgodnie z procedurą opisaną w powyższych paragrafach lub możemy do tego celu wykorzystać dokument Schemat ideowy.SchDoc, który tworzyliśmy podczas prac związanych z generowaniem i zarządzaniem nowymi projektami.

4.2.1.

Plansza do rysowania schematów Planszę do rysowania schematów ideowych mogliśmy już zobaczyć podczas otwarcia pierwszego dokumentu przeznaczonego do tego celu (rysunek 4.4). Teraz natomiast skupimy się na tym, do czego będziemy mogli ją wykorzystać oraz jak nią zarządzać. Podstawowym jej zastosowaniem jest, jak sama nazwa wskazuje, tworzenie schematów ideowych, począwszy od usytuowania elementów, poprzez ich połączenie wraz z niezbędnym opisem. Jednak pracę z planszą warto zacząć dopiero po wprowadzeniu istotnych ustawień zależnych od rodzaju i specyfiki danego schematu. Zmiany możemy wprowadzić w domyślnych jej ustawieniach przez wybór z menu

4.2. Edytor schematów

49

Rys. 4.11. Wygląd okna wyboru ustawień planszy

Design>Document Options lub też przez dwukrotne kliknięcie lewym przyciskiem myszki na dowolnie wybranym marginesie planszy. Po wykonaniu jednej z opisanych czynności na ekranie pojawi się okno, które widać na rysunku 4.11. Na zakładce Sheet Options można ustawić przede wszystkim: – Template – ustawienia szablonu; – File name – nazwa pliku, w którym będzie przechowywany szablon planszy do rysowania schematów; – Options – podstawowe opcje dotyczące wyglądu planszy: • Orientation – orientacja planszy: pozioma lub pionowa (Landscape/Portrait), • Title Block – wstawianie do dokumentu tabelki tytułowej, • Show Reference Zones – tworzy przestrzeń przeznaczoną na margines planszy, • Show Border – wyświetla marginesy na planszy, • Show Template Graphics – wyświetla szablony graficzne, • Border, Sheet Color – ustawianie kolorów tła planszy oraz krawędzi; – Grids – ustawienia siatki: • Snap On – włącza skok kursora po rastrze planszy, • Visible – ustawia rozmiar widocznej siatki na planszy; – Electrical Grid – ustawienia siatki elektrycznej służącej do łatwiejszego łączenia ze sobą elementów i przewodów: • Enable – włącza/wyłącza siatkę elektryczną, • Grid Range – ustawia rozmiar siatki, • Change System Font – ustawienia dotyczące rodzaju i wielkości czcionek systemowych; – Standard Style – wybór standardowych formatów planszy; – Custom Style – style użytkownika: • Use Custom Style – włączenie/wyłączenie stylów użytkownika, • Custom Height, Width – ustawienie wysokości i szerokości planszy, • Margin Width – ustawienie szerokości marginesów.

50 4.2.1.1.

4. Obsługa programu

Umieszczanie i usuwanie elementów z planszy Po szczegółowym omówieniu wszystkich parametrów i właściwości planszy możemy przystąpić do narysowania pierwszego schematu ideowego. Często, w początkowej fazie projektowania jakiegoś układu, najpierw tworzymy jego schemat w formie brudnopisu na zwykłej kartce papieru bez użycia jakichkolwiek narzędzi kreślarskich. Niekiedy zawiera on naniesione poprawki, skreślenia lub komentarze. Schematu w takiej postaci na pewno nie można dołączyć do dokumentacji urządzenia, można go co prawda przerysować za pomocą narzędzi kreślarskich, ale jest to dość pracochłonne, ponadto po narysowaniu go taką metodą nie mamy możliwości edycji. Nawet przy drobnej poprawce musielibyśmy rysować go od nowa. Zdecydowanie lepszym rozwiązaniem jest narysowanie schematu za pomocą komputera z wykorzystaniem do tego celu profesjonalnego edytora schematów Protela. Zaczniemy więc od narysowania schematu przerzutnika astabilnego o skróconym czasie narastania impulsów, którego odręczny schemat przedstawiono na rysunku 4.12. Do tego celu będziemy wykorzystywać planszę w nowym dokumencie Schematic. Może się okazać, że przy różnych ustawieniach programu będzie nam brakować niezbędnych narzędzi. W tym celu, o ile nie jest widoczny panel Libraries, musimy go uaktywnić, wywołując kolejno z menu View>Workspace Panels>System>Libraries, tak jak pokazano na rysunku 4.13, lub też naciskając przycisk Browse Component Libraries , znajdujący się na pasku narzędziowym Schematic Standard. Po wykonaniu powyższej czynności na ekranie pojawi się dodatkowy panel, którego wygląd przedstawiono na rysunku 4.14.

!

Nie zawsze się zdarza, że nowo włączany panel wyświetlany jest samodzielnie, często program łączy panele w jedną całość, wówczas cała jego zawartość może być niedostępna. Można jednak nimi w swobodny sposób sterować za pomocą przycisków . Pierwszy z nich określa sposób dokowania panelu, drugi wpływa na sposób wyświetlania, trzeci natomiast w standardowy sposób zamyka panel.

W panelu tym można wyodrębnić kilka zasadniczych bloków. Pierwszy z nich stanowi grupę przycisków Libraries... – odpowiada on za wybór konkretnej biblioteki, Search...

Rys. 4.12. Odręczny schemat multiwibratora

4.2. Edytor schematów

51

Rys. 4.13. Procedura włączania panelu Libraries

– służy do wyszukiwania elementów w bibliotekach, Place – do umieszczania na planszy wybranego elementu. Pola wyboru Components, Footprints oraz Models określają sposób wyświetlania elementów w panelu. Następne bloki służą do wyświetlania nazwy aktywnej biblioteki oraz do filtrowania elementów, które się w nich znajdują.

Rys. 4.14. Panel Libraries

52

4. Obsługa programu

Kolejny jest odpowiedzialny za wyświetlanie listy elementów przypisanych do danej biblioteki, w następnym łatwo zauważyć podgląd symbolu elementu, jaki będzie widniał na schemacie ideowym. Przedostatni blok pozwala na wybranie konkretnego modelu danego elementu (niektóre z nich wykorzystywane będą do tworzenia płytek drukowanych, inne do przeprowadzania symulacji itp.). Ostatni blok stanowi podgląd obudowy danego elementu, jaka będzie reprezentowana na projektowanej płytce drukowanej. Na rysunku 4.14 można zauważyć, że program wczytał domyślnie tylko jedną bibliotekę Miscellaneous Devices.IntLib, zawierającą bardzo dużo różnych elementów, które możemy spotkać w większości urządzeń elektronicznych.

!

Warto zwrócić uwagę na rozszerzenie biblioteki, którym jest *.IntLib. Trzy pierwsze litery Int wskazują, że biblioteka jest zintegrowana, co oznacza, że każdy element może zawierać więcej informacji; przykładowo symbol graficzny, przypisaną mu obudowę wykorzystywaną podczas projektowania obwodów drukowanych lub też dane na temat parametrów rzeczywistego modelu, wykorzystywane do symulacji. Zwykłe biblioteki mogą mieć rozszerzenie *.SchLib, *.PcbLib itp.

Zaczniemy od rozmieszczenia rezystorów R1...R4. W tym celu przeszukamy zasoby dostępnej biblioteki, po czym wybierzemy element, który nas interesuje – w naszym przypadku będzie to RES2. Klikamy w jego nazwę dwukrotnie lewym przyciskiem myszy, co powoduje, że „przykleja” się on do kursora i podąża za nim zgodnie z ruchami myszy. Według rysunku 4.12 rezystory powinny być ułożone pionowo, a obiekty biblioteczne w pozycji poziomej. Należy więc obrócić je o kąt 90 stopni – w tym celu podczas przenoszenia elementów naciskamy klawisz spacji. Po wybraniu docelowego miejsca na planszy klikamy jednokrotnie lewym przyciskiem myszy, co powoduje położenie elementu. Po tej operacji nie musimy wybierać ponownie tego samego elementu z listy komponentów, gdyż jest on nadal „przyklejony” do kursora i czeka na naszą reakcję. Ułatwia to rysowanie schematów zawierających wiele jednakowych elementów. Po rozmieszczeniu wszystkich rezystorów na planszy powinniśmy uzyskać efekt przedstawiony na rysunku 4.15.

!

Jeżeli zdarzyło się, że któryś z elementów został ułożony pod złym kątem, to nic straconego – należy przytrzymać go lewym przyciskiem myszy i wówczas nacisnąć klawisz spacji, powodując jego obrót.

!

Jeżeli po umieszczeniu na planszy wszystkich niezbędnych elementów tej samej grupy zastanawiasz się, w jaki sposób „oderwać” od kursora „przyklejony” doń element, wystarczy nacisnąć przycisk Esc na klawiaturze lub po prostu użyć do tego celu prawego klawisza myszki.

4.2. Edytor schematów

53

Rys. 4.15. Przykładowe rozmieszczenie rezystorów na planszy edytora schematów

Następnie w analogiczny sposób wyszukujemy rezystory nastawne (potencjometry). Najbardziej odpowiednimi elementami do tego celu będą elementy oznaczone symbolem Res Adj2. Umieszczamy je na schemacie, uzyskując efekt, który przedstawiono na rysunku 4.16.

Rys. 4.16. Wygląd planszy edytora schematów po umieszczeniu na niej rezystorów i potencjometrów

Kolejnymi elementami, które powinny się znaleźć na schemacie, są dwa kondensatory i dwie diody półprzewodnikowe. W dostępnej bibliotece najlepiej do tego celu będą się nadawać elementy oznaczone symbolami Cap i Diode. Planszę edytora schematów po umieszczeniu na niej tych elementów pokazano na rysunku 4.17. Chcemy teraz umieścić na matrycy dwa tranzystory bipolarne NPN. W bibliotece Miscellaneous Devices występują one pod nazwą NPN. Podczas umieszczania tranzystorów na schemacie z pewnością stwierdzimy, że wszystkie próby obrócenia tranzystora znajdującego się po lewej stronie planszy do właściwej mu pozycji nie dają rezultatu, tzn. nie jest możliwe ułożenie go w ten sposób, aby jego emiter był skierowany do dołu, zgodnie z tym, co widać na rysunku 4.18. Aby uzyskać prawidłowy efekt, musimy skorzystać z opcji wykorzystującej odbicie lustrzane elementu kładzionego na planszy. W tym celu klikamy dwukrotnie na

Rys. 4.17. Wygląd planszy po umieszczeniu na niej dodatkowo kondensatorów oraz diod

54

4. Obsługa programu

Rys. 4.18. Umieszczanie tranzystorów na planszy

elemencie i po otwarciu się okna Component Properties, zawierającego jego parametry, odszukujemy dział Graphical, znajdujący się w lewym dolnym rogu okna, a następnie zaznaczamy kwadrat leżący przy opcji Mirrored. Po zatwierdzeniu konieczne będzie jeszcze właściwe obrócenie elementu, co da rezultat pokazany na rysunku 4.20.

Rys. 4.19. Fragment okna Component Properties

Ostatnie dwa elementy, które pozostały nam do ułożenia na planszy, to dwie diody elektroluminescencyjne widniejące w bibliotece pod nazwą LED0. Ostateczny wygląd wszystkich poprawnie ułożonych i przygotowanych do połączenia elementów widać na rysunku 4.20.

Rys. 4.20. Ostateczny wygląd wszystkich poprawnie ułożonych elementów na planszy

55

4.2. Edytor schematów

Rys. 4.21. Wygląd zaznaczonego pojedynczego elementu

Rys. 4.22. Zaznaczona grupa elementów

Może się zdarzyć, że podczas rysowania schematu któryś element lub pewną ich grupę trzeba będzie usunąć z planszy. Należy wówczas wybrać niepożądany element, klikając na nim jednokrotnie lewym przyciskiem myszy, co spowoduje utworzenie się wokół niego przerywanej obwiedni z czterema znacznikami, co widać na rysunku 4.21. Następnie naciskamy klawisz Del i pozbywamy się zbędnego elementu. Selekcja grupy elementów przebiega nieco inaczej. W pierwszej kolejności musimy zaznaczyć wszystkie niepożądane elementy, które zamierzamy usunąć. Odbywa się to poprzez wciśnięcie lewego przycisku myszy i przeciągnięcie kursora nad wszystkimi elementami przeznaczonymi do usunięcia. Spowoduje to wyświetlenie zielonych obwiedni wokół nich (rysunek 4.22). Po zaznaczeniu grupy niepożądanych elementów możemy je już usunąć, również używając do tego celu klawisza Del. Więcej opcji dotyczących zaznaczania elementów znajduje się w menu Edit>Select, którego fragment przedstawiono na rysunku 4.23. Do usuwania zaznaczenia z kolei wykorzystywane są opcje zawarte w menu Edit>DeSelect, również pokazane na rysunku 4.23.

Rys. 4.23. Widok menu Select i Deselect

56 4.2.1.2.

4. Obsługa programu

Praca z podzespołami zawierającymi kilka elementów Czasami może się zdarzyć, że zajdzie potrzeba umieszczenia na planszy podzespołów, zawierających kilka elementów. Najczęściej są to układy scalone składające się z podrzędnych układów elektronicznych, jak np. bramki logiczne, zestawy rezystorów, itp. Co prawda do naszego pierwszego projektu nie będziemy wykorzystywać takich podzespołów, ale pokażę, w jaki sposób należy z nimi pracować. W znanej nam bibliotece Miscellaneous Devices co prawda nie ma zbyt dużego wyboru podzespołów tego typu, jednak możemy znaleźć dwa, są nimi Res Pack1 oraz Res Pack2, składające się z ośmiu elementów (Part A, Part B... Part H), gdzie każdy z nich to pojedynczy rezystor. Wszystkie elementy z kolei zamknięte są w jednej obudowie układu scalonego (rysunek 4.24). a)

b)

Rys. 4.24. Widok elementu zawierającego kilka części składowych a) oraz jego obudowa b)

Po dwukrotnym kliknięciu lewym przyciskiem myszki na elemencie, do kursora „przyklei” się pierwszy element A o numerach nóżek 1 i 16. Musimy pamiętać o tym, że składa się on z ośmiu elementów, i gdybyśmy w tym momencie ośmiokrotnie umieścili go na planszy, wówczas zrobilibyśmy błąd, umieszczając jeden element osiem razy (rysunek 4.25a). Chcąc ustrzec się przed błędami tego typu, musimy każdy element umieścić na planszy osobno (rysunku 4.25b). a) niepoprawnie

b) poprawnie

Rys. 4.25. Błędny oraz poprawny sposób umieszczania na planszy podzespołów składających się z wielu elementów

57

4.2. Edytor schematów

4.2.1.3.

Techniki wyszukiwania elementów w bibliotekach Podczas pracy nad projektem, a w szczególności podczas rysowania schematów, często się zdarza, że dużo czasu tracimy na wyszukiwanie elementu w bibliotece. Podczas szukania elementów do rysowania schematu generatora przerzutnika nie korzystaliśmy z żadnych dodatkowych narzędzi, lecz elementy biblioteczne znajdowaliśmy ręcznie. Nie jest to jedyny możliwy i wcale nie najwygodniejszy sposób znajdowania elementów w bibliotece, w związku z czym poniżej przedstawiono kilka bardzo przydatnych technik wyszukiwania elementów bibliotecznych.

4.2.1.3.1. Metoda pierwszych liter Metoda ta pozwala wyszukać elementy znajdujące się w aktywnej bibliotece. Chcąc odszukać interesujący nas element, klikamy jednokrotnie lewym przyciskiem myszy na dowolnym elemencie znajdującym się na liście elementów bibliotecznych i wpisujemy pierwsze litery nazwy danego elementu. Aby to lepiej wyjaśnić, posłużę się przykładem: chcąc znaleźć np. diodę półprzewodnikową, wpisujemy z klawiatury trzy pierwsze litery jej nazwy, będzie to DIO, po czym na liście zostaje podświetlona nazwa komponentu zaczynająca się wpisanym ciągiem znaków, a w oknie podglądu widnieje jego symbol graficzny (rysunek 4.26). 4.2.1.3.2. Z wykorzystaniem filtru Technika ta polega na wyświetlaniu tylko niektórych elementów znajdujących się na liście komponentów aktywnej biblioteki. Wszelkich ustawień dotyczących sposobu wyświetlania elementów dokonuje się w polu Filter panelu Libraries, znajdującego się poniżej pola wyboru biblioteki (rysunek 4.27). Jeżeli wpiszemy tam np. C* i naciśniemy Enter, to zostają wyświetlone tylko i wyłącznie elementy o nazwie lub opisie zaczynające się na literę C, jeżeli natomiast wpiszemy *C, to wyświetlone będą tylko te elementy, których nazwa lub opis kończą się na literę C. Możemy również łączyć te dwie metody i wpisać *C*, co spowoduje wyświetlenie elementów zawierających w swojej nazwie lub opisie literę C niezależnie od miejsca jej występowania. Zamiast pojedynczych liter, możemy stosować również ciągi dowolnych znaków.

Rys. 4.26. Element biblioteczny wyszukany za pomocą metody pierwszych liter

Rys. 4.27. Wygląd pola Filter

58

4. Obsługa programu

Rys. 4.28. Przykładowy wynik działania filtru wyszukiwania elementów

Gdy wpiszemy ciąg znaków *cap, wówczas na liście wyświetlone zostaną tylko te elementy, których nazwa lub opis spełniają określone w filtrze warunki, wynik działania tego narzędzia widać na rysunku 4.28. 4.2.1.3.3. Za pomocą wyszukiwarki Metoda ta polega na wyszukiwaniu elementów znajdujących się we wszystkich bibliotekach programu. Przeszukiwać możemy cały dysk lub tylko interesujący nas katalog i ewentualnie jego podkatalogi. Aby uaktywnić wyszukiwarkę, należy wybrać z menu Tools>Find Component... lub też kliknąć prawym przyciskiem myszy w dowolnym miejscu planszy do rysowania schematów i z menu kontekstowego wybrać narzędzie o tej samej nazwie (rysunek 4.29). Narzędzie do wyszukiwania elementów bibliotecznych pokazano na rysunku 4.30. Składa się ono z dwóch zakładek: Search – do określania warunków przeszukiwania oraz Results – do prezentacji wyników przeszukiwania. W oknie tym można wyróżnić trzy zasadnicze bloki: – Scope – określa zakres przeszukiwania bibliotek: • Available Libraries – wyszukiwanie będzie odbywać się tylko i wyłącznie w bibliotekach wczytanych do programu, • Libraries on Path – wyszukiwanie w bibliotekach umieszczonych w określonej ścieżce docelowej; – Path – pozwala określić ścieżkę przeszukiwanych bibliotek na dysku twardym: • Path – pozwala określić ścieżkę przeszukiwanych bibliotek na dysku twardym, • File Mask – zawężenie kryteriów przeszukiwania poprzez wprowadzenie maski do nazw plików bibliotek; – Search Criteria – pozwala ustawić szczegółowe kryteria wyszukiwania elementów: • Name – wyszukiwanie wg nazwy komponentów, • Description – wyszukiwanie wg opisu elementu,

4.2. Edytor schematów

59

Rys. 4.29. Sposób aktywowania narzędzia do wyszukiwania elementów bibliotecznych

• Model Type – wyszukiwanie elementu wg konkretnego modelu, tzn. czy element ma być użyty do tworzenia płytek drukowanych, do przeprowadzania symulacji, generowania widoków trójwymiarowych płyty drukowanej itp., • Model Name – określenie konkretnej nazwy danego modelu. W celu lepszego zrozumienia działania tego narzędzia posłużymy się przykładem. Ponieważ możliwości tego narzędzia są bardzo duże, nie będziemy tracić czasu na opisywanie jego działania w obrębie jednej biblioteki, lecz skupimy się na tym, jak przeszukać wszystkie biblioteki programu. W tym celu w pierwszej kolejności w dziale Scope zaznaczamy Libraries on Path, a w dziale Path wpisujemy ścieżkę docelową przechowywanych na dysku twardym bibliotek programu. W przypadku domyśl-

Rys. 4.30. Widok okna służącego do wyszukiwania elementów bibliotecznych

60

4. Obsługa programu

Rys. 4.31. Przykładowe wyniki wyszukiwania elementów w bibliotekach

nie zainstalowanego programu Protel DXP ścieżka ta jest następująca: C:\Program Files\Altium2004\Library. Załóżmy, że w polu Name wpiszemy następujący ciąg znaków: *74*00, pozwoli to nam na znalezienie wszystkich elementów o symbolu zaczynającym się dowolnym ciągiem znaków, w którego nazwie pojawia się 74, następnie znów dowolny ciąg znaków i na końcu 00. Przykładami tak wyszukanych elementów mogą być DS1745Y-200, DS1745YL-200 i DS1745YLPM-200. Wynik wyszukiwania prezentowany jest na drugiej zakładce okna Search Libraries (rysunek 4.31). Gdy chcemy przeszukać biblioteki pod kątem opisów elementów, szukaną nazwę wpisujemy w polu Description. Gdy wpiszemy np. *octal*, wyszukane zostaną wszystkie elementy, w których opisie znajduje się wymieniony ciąg znaków. Odpowiedzią może być A_74148, DM74ALS648NT lub 54F273FM. Podczas wyszukiwania możemy oczywiście łączyć ze sobą kilka kryteriów, by zawęzić wynik przeszukiwania bibliotek. Na uwagę zasługują jeszcze dwa przyciski znajdujące się w oknie Search Libraries na zakładce Results. Pierwszy z nich – Install Library – służy do dodawania biblioteki, z której pochodzi wyszukany element, do zainstalowanych w programie bibliotek, drugi z kolei – Select – powoduje dwie czynności jednocześnie: oprócz zainstalowania biblioteki automatycznie zaznacza w niej wyszukany element. 4.2.1.4.

Atrybuty elementów Skoro potrafimy już umieścić na planszy dowolny element i wiemy, w jaki sposób go wyszukać w bibliotece, musimy się teraz nieco skupić na jego parametrach.

4.2. Edytor schematów

61

Rys. 4.32. Wygląd okna Component Properties

Poznanie właściwości elementów z pewnością ułatwi nam przejście kolejnych etapów pracy w zaprojektowaniu gotowego układu drukowanego. Chcąc uaktywnić okno właściwości danego elementu, wystarczy dwukrotnie kliknąć na dowolnym elemencie umieszczonym na planszy, co spowoduje pojawienie się na ekranie okna Component Properties (rysunek 4.32). W oknie tym można wyróżnić pięć zasadniczych bloków: – Properties – ogólne właściwości elementu: • Designator – niepowtarzalny numer referencyjny danego elementu na schemacie, np. rezystory będą oznaczane jako ciąg R1, R2, R3..., kondensatory C1, C2, C3... itd., • Comment – komentarz zawierający informację o typie danego elementu w bibliotece, • Visible – znaczniki pozwalające określić, jakie parametry danego elementu będą wyświetlane na planszy, • Don't Annotate Component – pozwala wykluczyć dany element podczas procesu automatycznego oznaczania elementów, • Library Ref – wyświetla nazwę, pod jaką figuruje dany element w bibliotece edytora schematów, • Library – wyświetla bibliotekę, w której został utworzony element, • Description – opis elementu,

62

4. Obsługa programu

–

–

– – 4.2.1.5.

• Unique Id – unikalny kod identyfikujący dany element, pozwalający odróżniać dany element biblioteczny od innych w różnych składnicach programu, • Type – wybór typu elementu; Sub-Design Links: • Sub-Project None, • Configuration None; Graphical – zawiera informacje o właściwościach graficznych elementu: • Location X, Y – współrzędne obiektu na planszy, • Orientation – określa kąt położenia elementu na planszy, • Mirrored – pozwala uzyskać odbicie lustrzane elementu na planszy, • Mode – pozwala wybrać podstawowy lub alternatywny (o ile jest utworzony) symbol graficzny elementu, • Show All Pins On Sheet – umożliwia wyświetlenie wszystkich wyprowadzeń elementu, włącznie z ukrytymi, • Local Color – ustawienie kolorów lokalnych elementu, • Lock Pins – blokuje wyprowadzenia elementu; Parameters – pozwala zdefiniować, kto jest autorem danego elementu, tzn. kto dodał dany element do biblioteki; Models – wybór modelu obudowy danego elementu.

Oznaczanie elementów na planszy Po przedstawieniu informacji niezbędnych do realizacji projektów, związanych z ustawieniami atrybutów elementów bibliotecznych, możemy powrócić do rysowania naszego pierwszego schematu elektrycznego. Powinniśmy teraz zgodnie z odręcznym schematem, pokazanym na rysunku 4.12, nadać każdemu elementowi niepowtarzalne oznaczenie referencyjne i określić jego wartość. W Protelu DXP 2004 możemy dokonać tego na dwa sposoby: ręcznie lub automatycznie.

4.2.1.5.1. Ręczne Chcąc ręcznie opisać wszystkie elementy na planszy, należy osobno dla każdego z nich wywołać okno Component Properties, przedstawia je rysunek 4.32, i przypisać nazwy referencyjne (np. R1, C2, T1), które należy umieścić w polu Designator. Poszczególne typy elementów (np. BC141) wpisujemy w polu Comment. Natomiast poszczególne wartości elementów (np. 47 k) wpisujemy w dziale Parameters, co pokazano na rysunku 4.33.

!

Podczas określania wartości danego elementu nie można zapomnieć o tym, aby pole to miało atrybut Visible.

Rys. 4.33. Pole Parameters po wpisaniu wartości rezystora

4.2. Edytor schematów

63

Rys. 4.34. Wygląd planszy po oznaczeniu elementów

Po poprawnym przeprowadzeniu oznaczania elementów wygląd planszy powinien być jak na rysunku 4.34. 4.2.1.5.2. Automatyczne W Protelu DXP 2004, podobnie jak w starszych wersjach programu, istnieje możliwość automatycznego oznaczania elementów znajdujących się na planszy, w szczególności technika ta znajduje zastosowanie w przypadku pracy z dużymi schematami o znacznej liczbie elementów cząstkowych. Automatyczne oznaczanie elementów w programie odbywa się poprzez wykorzystanie narzędzia Annotate, które wywołujemy z menu Tools>Annotate (rysunek 4.35). Okno narzędzi Annotate składa się z dwóch części. Pierwsza z nich to Schematic Annotation Configuration – jest odpowiedzialna za określenie kolejności oznaczania elementów na planszy, a w przypadku pracy z kilkoma schematami za możliwość określenia, które z nich mają zostać poddane procesowi oznaczania. Część Proposed Change List informuje nas o liczbie elementów przeznaczonych do oznaczania oraz proponuje ich domyślne nazwy (rysunek 4.36). Po zdefiniowaniu podstawowych warunków procesu oznaczania i akceptacji proponowanych przez program numerów referencyjnych elementów, naciskamy przycisk Update Change List, co spowoduje wywołanie okna DXP Information wyświetlającego liczbę koniecznych do przeprowadzenia zmian na schemacie ideowym,

Rys. 4.35. Procedura uruchomienia narzędzia do automatycznego oznaczania elementów

64

4. Obsługa programu

Rys. 4.36. Wygląd narzędzia Annotate

przedstawionych na rysunku 4.37. Po naciśnięciu OK wracamy do poprzedniego okna, w którym naciskamy Accept Changes (Create ECO), wywołując w ten sposób okno, ukazane na rysunku 4.38. W pierwszej kolejności możemy dokonać weryfikacji zgodności oznaczeń elementów poprzez naciśnięcie przycisku Validate Changes (w przypadku pełnej zgodności, w kolumnie Check mają pojawić się znaczniki , ostatecznie w celu wprowadzenia zmian na schemacie naciskamy Execute Changes, co powinno oprócz w kolumnie Done, po czym aktualizacji zmian na planszy wyświetlić znaczniki zamykamy okno przyciskiem Close).

!

W przypadku, gdy sytuacja będzie wymagać oznaczenia elementu składającego się z kilku podzespołów, należy pamiętać, aby numery referencyjne każdego z podzespołów zawierały oprócz numeru kolejnego numer podzespołu. Poprawne oznaczenie takiego elementu przedstawiono na rysunku 4.39.

Rys. 4.37. Okno wyświetlające informację o liczbie elementów przeznaczonych do oznaczenia

4.2. Edytor schematów

65

Rys. 4.38. Wygląd okna Engineering Change Order po automatycznym procesie oznaczania elementów

4.2.1.5.3. Poprawianie wartości parametrów elementów Czasami może się zdarzyć, że wprowadziliśmy przypadkowo błędny numer referencyjny elementu lub też nieodpowiednią jego wartość. Wówczas należy dwukrotnie kliknąć na danym elemencie, wywołując okno Component Properties, które widać na rysunku 4.32, i poprawić błędne dane. Jednak w przypadku zmiany tylko jednego parametru elementu, praca z tym oknem może się okazać niewygodna ze względu na zbyt dużą liczbę opcji do wyboru, dlatego też bardziej przejrzystą formą zmiany jednego z parametrów elementu jest metoda polegająca na wywołaniu okna Parametr Properties poprzez dwukrotne

Rys. 4.39. Poprawne oznaczenie elementu składającego się z wielu podzespołów

66

4. Obsługa programu

Rys. 4.40. Wygląd okna Parametr Properties

kliknięcie lewym przyciskiem myszki nie na samym elemencie, lecz na jego wartości, którą zamierzamy zmienić. Wówczas w polu Value wprowadzamy stosowne zmiany (rysunek 4.40). Po wprowadzeniu stosownych zmian w wartościach i oznaczeniach elementów zgodnie ze schematem odręcznym wygląd planszy wraz z elementami powinien być taki jak na rysunku 4.41. 4.2.1.6.

Tworzenie połączeń Stworzenie połączeń między elementami to bardzo ważny etap rysowania schematu elektrycznego. Mogłoby się wydawać, że to prozaiczna sprawa, lecz początkujący użytkownicy Protela często popełniają w tym miejscu poważny błąd. Polega on na tym, że zamiast przewodu rysują zwykłą linię. Wizualnie nie ma żadnych różnic za wyjątkiem tego, iż podczas rysowania linii program automatycznie nie tworzy węzłów (połączeń) w odpowiednich miejscach. Można by pomyśleć, że węzły doda się

Rys. 4.41. Wygląd planszy po poprawnym oznaczeniu elementów i przypisaniu im odpowiednich wartości

67

4.2. Edytor schematów a) poprawnie

b) niepoprawnie

Rys. 4.42. Połączone ze sobą elementy schematu: a) za pomocą przewodu; b) za pomocą linii rysunkowej

ręcznie w odpowiednich miejscach i wszystko jest w porządku, ponieważ nie widać żadnych różnic pomiędzy węzłami generowanymi automatycznie a tymi tworzonymi ręcznie. Trzeba jednak pamiętać o tym, że przez przewód płynie prąd elektryczny, a przez linię rysunkową niestety nie. Co więcej, w Protelu każdy schemat to nie tylko rysunek, lecz również model elektryczny, który jest poddawany symulacjom oraz innym operacjom mającym na celu np. stworzenie płytki drukowanej, zaprogramowanie układów logicznych itp. Zanim jednak wrócimy do naszego schematu, proponuję przyjrzeć się dokładnie prostemu przykładowi, przedstawionemu na rysunku 4.42, który jest ilustracją ułatwiającą zapobieganie podstawowym błędom podczas tworzenia połączeń pomiędzy elementami. Teraz możemy przystąpić do sedna sprawy, czyli rysowania połączeń elektrycznych. Aby je rozpocząć, musimy posłużyć się narzędziem Place Wire (a nie Place Line). Pierwsze z wymienionych odpowiada za rysowanie „przewodu” elektrycznego, a drugie umożliwia rysowanie zwykłych linii. W programie istnieje kilka technik użycia tego typu narzędzia. Pierwszy sposób polega na wybraniu z menu Place>Wire, drugi z kolei na kliknięciu prawym przyciskiem myszy w pustej części planszy i wybraniu z menu podręcznego opcji Wire. Trzecia możliwość to kliknięcie na ikonie Place Wire , znajdującej się na pasku Wiring (rysunek 4.43).

Rys. 4.43. Sposób wywoływania narzędzia Wire

!

Pamiętaj, że przy domyślnych ustawieniach programu przewód ma kolor granatowy, natomiast linia rysunkowa niebieski.

68

4. Obsługa programu

Rys. 4.44. Kształt kursora podczas tworzenia połączeń

Poprawne użycie jednej z wymienionych metod powoduje, że do kursora w kształcie strzałki „przykleja” się krzyżyk. Oznacza to, że jesteśmy gotowi do rysowania przewodów. W miejscu, w którym chcemy rozpocząć prowadzenie przewodu, należy kliknąć raz lewym przyciskiem myszy i prowadzić kursor do miejsca docelowego, jeżeli nie ma on zagięć. Często się jednak zdarza, że musimy połączyć ze sobą dwa elementy, których nie da się bezpośrednio połączyć linią prostą lub też chcemy zmienić kierunek przebiegu przewodu, wówczas w każdym miejscu wystąpienia zagięcia przewodu należy jednokrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy co zostanie oznaczone krzyżykiem, prowadząc go do miejsca docelowego (wyprowadzenia elementu), gdzie ostatecznie klikamy lewym przyciskiem myszy – to spowoduje automatyczne „oderwanie” się przewodu od kursora. W przypadku, gdy chcemy manualnie zakończyć prowadzenie przewodu, w miejscu docelowym (innym niż wyprowadzenie elementu) klikamy jednokrotnie prawym przyciskiem myszki.

!

W Protelu DXP 2004 nie ma możliwości poprowadzenia przewodu pod dowolnym kątem, na co pozwalał Protel 99 SE. Wszystkie przewody można układać jedynie w poziomie lub pionie.

Sposób prowadzenia przewodu zawierającego zagięcia pokazano na rysunku 4.45. Podczas prowadzenia przewodów należy jednak pamiętać o tym, aby były one dołączane bezpośrednio do końców wyprowadzeń, błędem natomiast jest łączenie przewodów niebezpośrednio z końcówkami wyprowadzeń elementów, co pokazano na rysunku 4.46.

Rys. 4.45. Technika prowadzenia przewodów

69

4.2. Edytor schematów

a) poprawnie

b) niepoprawnie

Rys. 4.46. Poprawne oraz błędne łączenie przewodów z elementami

Po wykonaniu niezbędnych połączeń schemat naszego przerzutnika powinien wyglądać jak na rysunku 4.47.

Rys. 4.47. Połączone elementy przerzutnika

4.2.1.7.

Edycja istniejących połączeń Często podczas rysowania schematu zachodzi potrzeba edycji znajdującego się na planszy przewodu. Najczęściej zdarza się, że błędnie umieściliśmy przewód i należy go usunąć lub też przesunąć w inne miejsce. W pierwszym przypadku, w pierwszej kolejności należy zaznaczyć dany przewód poprzez jednokrotne kliknięcie na nim lewym przyciskiem myszy, co spowoduje wyświetlenie wokół niego zielonych „uchwytów” pokazanych na rysunku 4.48. Po zaznaczeniu odpowiedniego przewodu możemy go usunąć, naciskając przycisk Del na klawiaturze lub też z menu Edit wybrać funkcję Clear. Po wykonaniu jednej z opisanych czynności zaznaczony przewód zniknie z planszy (rysunek 4.49). W drugim przypadku, gdy chcemy przewód przenieść w dowolnie wybrane miejsce na planszy, należy bez zaznaczania przytrzymać na jego wysokości lewy przycisk myszy, po czym przesunąć kursor w nowe miejsce na planszy i ostatecznie zwolnić przycisk myszy. Efekt końcowy widać na rysunku 4.50. Oprócz przeniesienia fragmentu przewodu w inne miejsce, istnieje jeszcze możliwość zmiany jego obecnego kształtu. Dokonuje się tego poprzez przesuwanie na

70

4. Obsługa programu

Rys. 4.48. Zaznaczony do edycji fragment przewodu

Rys. 4.50. Fragment planszy po przeniesieniu przewodu w nowe miejsce

Rys. 4.49. Fragment planszy po usunięciu przewodu

planszy widocznych „uchwytów” po zaznaczeniu przewodu. Kolejne etapy zmiany kształtu przewodu pokazano na rysunku 4.51. a)

b)

c)

d)

Rys. 4.51. Kolejne etapy zmiany kształtu linii łączącej

Następnym narzędziem wspomagającym pracę projektanta pod względem edycji istniejących przewodów jest możliwość ich przycinania. Do tego celu wykorzystywane jest narzędzie Break Wire dostępne w menu Edit.

Rys. 4.52. Wybór narzędzia Break Wire z menu Edit

Po jego wybraniu wystarczy skierować kursor do przewodu przeznaczonego do przycięcia i na jego wysokości jednokrotnie nacisnąć lewy przycisk myszy. Procedurę przycinania przewodów pokazano na rysunku 4.53. a)

b)

Rys. 4.53. Kolejne kroki procesu przycinania przewodu

c)

4.2. Edytor schematów

71

Rys. 4.54. Okno właściwości przewodu

Ostatnią czynnością, o której warto wspomnieć podczas edycji przewodów, jest zmiana ich domyślnych parametrów, do których należą grubość oraz kolor. Czasami podczas rysowania schematu chcemy, aby niektóre z nich były w jakiś sposób uwidocznione (np. główne tory prądowe), wówczas rysuje się je grubszą linią w stosunku do standardowych przewodów. W Protelu również istnieje taka możliwość, a zmianę grubości już znajdujących się na planszy przewodów możemy zmienić poprzez dwukrotne kliknięcie dowolnego przewodu lewym przyciskiem myszy. Na ekranie pojawi się wtedy okno, przedstawione na rysunku 4.54. Po otwarciu okna Wire możemy zmienić domyślny kolor przewodu, klikając jednokrotnie lewym przyciskiem myszy w pole podglądu koloru. Po wykonaniu tej czynności zostanie otwarte kolejne okno Chose Color (rysunek 4.55), w którym możemy określić nowy kolor dla przewodu. Program oferuje trzy palety kolorów: Basic, Standard oraz Custom. Po wybraniu nowej barwy dla przewodu (New) możemy ją porównać z poprzednią (Currrent), akceptacja nowego koloru odbywa się przez naciśnięcie przycisku OK.

Rys. 4.55. Okno zmiany koloru przewodu

72

4. Obsługa programu a) Smallest

b) Small

c) Medium

d) Large

Rys. 4.56. Standardowe grubości przewodów

Jak już wspomnieliśmy, okno Wire służy również do zmiany domyślnej grubości przewodu. Możemy tego dokonać poprzez wybór jednego z czterech parametrów: Smallest, Small, Medium oraz Large w kolejności od najcieńszego do najgrubszego. Na rysunku 4.56 przedstawiono porównanie grubości przewodów. 4.2.1.8.

Techniki wykonywania połączeń W momencie gdy udało nam się poprawnie połączyć wszystkie elementy tworzące nasz przerzutnik, opiszemy kilka innych technik wykonywania połączeń pomiędzy elementami schematu (techniki te nie są związane z omawianym przez nas przykładem, mają jednak na celu pełne zobrazowanie różnych sposobów tworzenia połączeń). Nie zawsze jest tak, że wszystkie komponenty można ze sobą bezpośrednio połączyć narzędziem typu Wire. Nieraz zdarza się w bardziej rozbudowanych schematach, że prowadzenie pojedynczego przewodu bezpośrednio do każdego elementu z osobna może zdecydowanie pogorszyć czytelność, estetykę schematu lub też przyczynić się do popełnienia niepotrzebnego błędu podczas procesu łączenia.

4.2.1.8.1. Za pośrednictwem oznaczeń przewodów Pierwsza z technik, którą zaprezentujemy, polegać będzie na tworzeniu połączeń poprzez oznaczanie przewodów znajdujących się na planszy. Jako przykład posłużą nam trzy połączone ze sobą elementy RLC, co pokazano na rysunku 4.57a. Gdy elementy te znajdują się tuż obok siebie, tak jak przedstawiono w przykładzie, wówczas nie ma problemu z połączeniem ich w jednym węźle, natomiast gdyby były one rozmieszczone w różnych obszarach planszy, bezpośrednie ich połączenie mogłoby stanowić problem, w szczególności w bardziej rozbudowanych schemaa)

b)

Rys. 4.57. Techniki połączeń przewodów: a) bezpośrednia; b) za pomocą oznaczeń przewodów

73

4.2. Edytor schematów

Rys. 4.58. Procedura wyboru narzędzia Net Label z menu Place

Rys. 4.59. Domyślne etykiety przewodów

tach. Z pomocą przychodzi nam wówczas technika tworzenia połączeń wirtualnych za pośrednictwem tzw. oznaczeń przewodów (rysunek 4.57b). Chcąc skorzystać z tej techniki, musimy z menu Place wybrać narzędzie Net Label (rysunek 4.58) lub też wywołać je wprost z paska narzędziowego Wiring, klikając na ikonkę Po wykonaniu jednej z opisywanych czynności należy kursorem wskazać przewód przeznaczony do opisu, klikając ostatecznie jeden raz lewym przyciskiem myszy na przewodzie. Po wskazaniu wszystkich przewodów, każdy z nich dostaje etykietę o treści NetLabel wraz z kolejnym numerem, co przedstawiono na rysunku 4.59. Jednak gdy chcemy wywołać połączenie między tymi elementami za pośrednictwem etykiet przewodów, wtedy każdy przewód powinien mieć identyczną etykietę. Chcąc zmienić etykietę, klikamy na nią dwukrotnie lewym przyciskiem myszy, wywołując tym samym okno o nazwie Net Label, w którym dla każdego z przewodów w polu Net wprowadzamy identyczny ciąg dowolnych znaków, przykładowo W1 (rysunek 4.60). Poprawnie połączone elementy schematu przedstawiono na rysunku 4.57b. 4.2.1.8.2. Poprzez porty Korzystając z poprzedniego przykładu, opiszemy teraz nieco inną technikę tworzenia połączeń. Polegać ona będzie na tym, iż do każdej końcówki przewodu będziemy dodawać tzw. Port, a efekt końcowy pokazano na rysunku 4.61.

Rys. 4.60. Procedura zmiany domyślnej etykiety przewodu

74

4. Obsługa programu a)

b)

Rys. 4.61. Techniki połączeń przewodów: a) bezpośrednia; b) za pomocą portów

Chcąc na planszy umieścić port, musimy wybrać z menu Place polecenie Port lub też z paska narzędziowego Wiring wybrać ikonkę (rysunek 4.62).

!

Pamiętaj, aby wszystkie porty, które mają być ze sobą wirtualnie połączone, miały te same oznaczenia (nazwy).

W celu zmiany nazwy portu postępujemy analogicznie jak w opisywanym poprzednio przykładzie, gdzie zmienialiśmy nazwę oznaczenia przewodu. W tym celu należy dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy na dowolnym porcie, po czym zostanie otwarte okno Port Properties, które pokazano na rysunku 4.63. Warto też wspomnieć, że okno Port Properties może być wykorzystywane do zmiany domyślnego kształtu portu oraz orientacji poziomej lub pionowej, czego dokonujemy w dziale Style. Ponadto możemy jeszcze zmienić długość danego portu znajdującego się na planszy. Można tego dokonać poprzez zmianę wartości X i Y lub też za pomocą myszy na samej planszy schematu. Po wprowadzeniu pewnych zmian, wygląd portów przedstawiono na rysunku 4.64.

!

Należy też pamiętać, że techniki tworzenia połączeń wirtualnych możemy ze sobą łączyć, tzn. część elementów schematu może być połączona poprzez etykiety przewodów, a pozostałe za pomocą portów.

Rys. 4.62. Procedura wyboru narzędzia Port z menu Place

4.2. Edytor schematów

75

Rys. 4.63. Okno Port Properties

4.2.1.8.3. Za pomocą magistrali Opiszemy teraz, w jaki sposób w Protelu tworzy się, dość często stosowane w projektach mikroprocesorowych, połączenia magistralowe Bus. Podczas tworzenia projektów zdarza się, że chcemy połączyć ze sobą dwa lub kilka elementów mających po kilka, kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt wyprowadzeń. Załóżmy, iż chcemy wyprowadzić styki dwusegmentowego wyświetlacza LED lub LCD na listwę zaciskową. Możemy posłużyć się do tego celu opisaną powyżej standardową metodą rysowania połączeń, wykorzystującą narzędzie PlaceWire. Jednak w przypadku skomplikowanych projektów może to prowadzić do zmniejszenia czytelności schematu elektrycznego. W pierwszej kolejności na planszy umieszczamy interesujące nas elementy, a następnie z menu Place wybieramy Bus lub z paska narzędziowego Wiring wybieramy PlaceBus (rysunek 4.65).

Rys. 4.64. Fragment schematu po wprowadzeniu zmian w domyślnych ustawieniach portów

Rys. 4.65. Procedura wyboru narzędzia Bus

76

4. Obsługa programu

Rys. 4.66. Poprawnie narysowana magistrala

Technika rysowania magistrali jest identyczna jak w przypadku rysowania przewodu. Prawidłowy sposób umieszczenia magistrali na schemacie pokazano na rysunku 4.66. Kolejną czynnością, jaką należy wykonać po umieszczeniu na planszy głównego obwodu magistrali jest odpowiednie ułożenie tzw. wejść. Wejścia magistrali możemy ułożyć na planszy dwoma sposobami, pierwszy z nich polega na wybraniu z menu Place opcji Bus Entry, co pokazano na rysunku 4.67. Druga metoda to . wybranie z paska Wiring narzędzia o nazwie Place Bus Entry

!

Pamiętaj, że trasa przebiegu magistrali w stosunku do wyprowadzeń danego elementu powinna być zaprojektowana w taki sposób, aby „wejścia” magistrali objęły zarówno końcówki elementu łączonego, jak i ją samą.

Po poprawnym ułożeniu wejść magistrali nasz schemat powinien wyglądać jak na rysunku 4.68. Może się okazać, że czynności, które wykonaliśmy, wystarczą, aby schemat miał poprawną postać. Jednak należy stwierdzić, że w tym momencie nie wiadomo do końca, która nóżka wyświetlacza LED jest połączona z danym zaciskiem listwy zaciskowej.

Rys. 4.67. Menu wyboru narzędzia Bus Entry

4.2. Edytor schematów

77

Rys. 4.68. Poprawny wygląd schematu po umieszczeniu na nim wejść magistrali

W tym celu musimy do każdego wejścia magistrali osobno dodać opis przewodu Net Label, uzyskując w ten sposób efekt końcowy, przedstawiony na rysunku 4.69. 4.2.1.9.

Elementy zasilające Kolejnym elementem, o jaki należy wzbogacić rysowany schemat, jest źródło napięcia zasilającego przerzutnik oraz – równie konieczny – zacisk masy. Możemy rozwiązania zrealizować poprzez: – włączenie źródła do obwodu; – odrębne źródło znajdujące się poza schematem głównym; – wydzielenie specjalnych linii i ich zasilenie.

Rys. 4.69. Finalna postać połączenia za pomocą magistrali wyświetlacza LCD z listwą zaciskową

78

4. Obsługa programu

Rys. 4.70. Dostępne w programie porty napięciowe

Pierwszy sposób to po prostu dodanie i podłączenie dodatkowych elementów źródła zasilania oraz zacisku masy. W celu dodania źródła napięcia stałego należy odszukać w bibliotece element o nazwie Battery, umieścić go na schemacie i podłączyć w stosownym miejscu.

!

Zacisku masy nie należy szukać w bibliotekach, ponieważ jest on dostępny na pasku narzędziowym Utilities i w menu Place>Power Port. Do oznaczania masy stosuje się kilka różnych symboli, w naszym przykładzie wybierzemy symbol o nazwie Earth (rysunek 4.70).

Poprawne umieszczenie i podłączenie symbolu masy i ogniwa zasilającego do rysowanego schematu przedstawiono na rysunku 4.71. Drugi sposób polega na oznaczeniu w pierwszej kolejności linii zasilającej oraz masy, umieszczeniu napięciu zasilającego obok schematu i oznaczeniu jego końcówek takimi samymi symbolami, jakie przypisano szynie zasilającej oraz masie. Końcowy efekt pokazano na rysunku 4.72.

Rys. 4.71. Schemat przerzutnika po dodaniu ogniwa zasilającego i masy

4.2. Edytor schematów

79

Rys. 4.72. Schemat przerzutnika zasilonego przez źródło dołączone do linii zasilających za pomocą etykiet nadanych symbolom Power Port

Kolejny sposób polega na oznaczeniu linii zasilających, przy czym „dodatnia” linia zasilająca powinna mieć przypisaną etykietę o wartości odpowiadającej napięciu zasilania, tak jak pokazano na rysunku 4.73.

Rys. 4.73. Wartość napięcia zasilającego można podać bezpośrednio na etykiecie symbolu Power Port

!

Może się również zdarzyć, że schemat będzie wymagał kilku różnych źródeł zasilających, np. dla obwodów głównych (mocy), pomocniczych oraz sterujących. Linie zasilające można rozdzielić poprzez odpowiednie przypisanie etykiet przy symbolach Power Port. Pamiętać jednak należy, aby każdy opis zasilający nosił inną nazwę, np. VCC i VEE (rysunek 4.74).

4.2.1.10. Opis przewodów Ciekawą i wartą przedstawienia opcją jest możliwość wzbogacenia schematu elektrycznego o opisy przewodów. Jest to czasami konieczne ze względu na fakt, że

80

4. Obsługa programu

Rys. 4.74. Przykładowy schemat elektryczny wzmacniacza zawierającego kilka źródeł zasilających

nie zawsze „czysty” rysunek jest wystarczająco czytelny bez dodatkowych opisów i oznaczeń. Aby nadać przewodowi nazwę, należy użyć narzędzia NetLabel i wskazać kliknięciem myszki wybrane połączenie, co spowoduje pojawienie się obok niego napisu NetLabel w podobny sposób, jak omówiony podczas przedstawiania technik połączeń za pośrednictwem stosowania tych samych opisów przewodów. Następnie należy zmienić domyślną nazwę: klikamy na niej dwukrotnie myszą i w polu NET wyświetlonego okna Net Label wpisujemy nową nazwę. Przykładowo wyposażyłem schemat przerzutnika o kilka opisów przewodów, a efekt końcowy przedstawiono na rysunku 4.75.

Rys. 4.75. Główny schemat przerzutnika po dodaniu opisów przewodów

4.2. Edytor schematów

!

81

Należy pamiętać, aby opisy przewodów bezpośrednio niepołączonych ze sobą miały różne etykiety, jak ma to miejsce w przypadku opisu dwóch różnych wyjść przerzutnika. W przeciwnym razie zostałyby one ze sobą połączone poprzez zastosowanie tych samych etykiet, co byłoby poważnym błędem.

4.2.1.11. Sprawdzenie poprawności schematu Po omówieniu różnych technik wykonywania połączeń możemy już powrócić do schematu naszego przerzutnika. Na obecnym etapie projektu bardzo ważną rzeczą jest gruntowne sprawdzenie schematu pod kątem poprawności wykonania połączeń, opisu elementów itp. Czynność tę można wykonać ręcznie lub też posłużyć się specjalnym narzędziem, sprawdzającym poprawność reguł i praw elektrycznych schematu. Nie jest to narzędzie sprawdzające, czy projektowany układ zadziała, czy też nie, ale umożliwia wykrycie większości elementarnych błędów powstałych w czasie projektowania i rysowania układu. Czynność tę nazywamy kompilacją. Aby sprawdzić zgodność schematu z podstawowymi (definiowanymi) regułami, wybieramy z menu Project>Compile Document... rysunek 4.76). Jeżeli po wykonaniu powyższych czynności na ekranie nie zostanie wyświetlony żaden dodatkowy panel z informacjami, oznaczać to będzie, że w schemacie nie znaleziono żadnych błędów.

!

Pamiętaj: w bardziej rozbudowanych projektach, zawierających dużą liczbę powiązanych ze sobą dokumentów, proces kompilacji całego projektu można wywołać poprzez wybranie narzędzia Project>Compile PCB Project...

Wprowadzimy teraz celowo kilka błędów do schematu, aby przedstawić działanie kompilatora. W pierwszej kolejności zmienimy symbol rezystora R2 na R1 po to, aby występowały na schemacie dwa elementy o takiej samej nazwie, następnie w diodzie LED1 usuniemy numer referencyjny i ostatecznie ułożymy na planszy dodatkowy, niepołączony z niczym przewód. Po wykonaniu powyższych czynności i uruchomieniu kompilatora na ekranie pojawi się dodatkowy panel o nazwie Messages, w którym widnieją wszystkie znalezione przez kompilator błędy (rysunek 4.77). Oprócz przeglądania listy błędów w panelu Messages, możemy je analizować. W tym celu wystarczy dwukrotnie kliknąć lewym przyciskiem myszy daną pozycję, wówczas na planszy pojawia się kolejny panel o nazwie Compile Errors, w którym

Rys. 4.76. Sposób uruchomienia kompilatora

82

4. Obsługa programu

Rys. 4.77. Panel Messages z listą błędów znalezionych na schemacie

widnieje szczegółowy opis popełnionego błędu, a Protel zamaskuje wszystkie elementy za wyjątkiem tego, do którego odnosi się błąd. Jeśli przyjrzymy się bliżej zawartości panelu Compile Errors, zobaczymy w nim informację Unconnected line, co oznacza dosłownie niepodłączony przewód, dodatkowo na planszy zostaje automatycznie podświetlony obiekt, którego ten błąd dotyczy (rysunek 4.78).

Rys. 4.78. Przykładowy błąd związany z umieszczeniem na planszy niepodłączonego przewodu

Drugi błąd, a zarazem drugi typ błędu, to Duplicate Component Designators, czyli zdublowane numery referencyjne elementów R1 (rysunek 4.79).

!

Zauważ, że w przypadku dublujących się elementów na planszy, program wyświetla obok tych elementów wężyki koloru czerwonego.

Trzeci z omawianych błędów polega na braku opisu danego elementu, co ma miejsce w przypadku jednej z diod LED; błąd ten nosi nazwę Un-Designated Part (rysunek 4.80).

Rys. 4.79. Przykładowy błąd związany ze zdublowanymi nazwami elementów

83

4.2. Edytor schematów

Rys. 4.80. Przykładowy błąd związany z brakiem numeru referencyjnego elementu

Protel DXP 2004 ma bardzo rozbudowany proces kompilacji projektu, który obejmuje sprawdzenie nie tylko pojedynczego dokumentu, ale wszystkich dokumentów wchodzących w skład projektu. Parametry tej weryfikacji konfigurujemy za pomocą okna Options for PCB Projects, które uruchamiamy poprzez menu Project>Project Options (rysunek 4.81). Po wykonaniu powyższej czynności na ekranie pojawi się okno przedstawione na rysunku 4.83. Spośród wielu dostępnych opcji pogrupowanych w kilka zakładek interesować nas będą pierwsze dwie, czyli Error Reporting oraz Connection Matrix. Parametry zgrupowane na zakładce Error Reporting odpowiadają za tzw. błędy rysunkowe, takie jak np. powtórzone numery referencyjne elementów na schemacie, niepodłączone porty zasilania, powielone etykiety sieci itp. Klikając myszką w prawej części okna w kolumnie Report Mode, możemy wpłynąć na sposób wykrywania błędów. Do wyboru mamy cztery opcje: – No Report – nie raportuj o błędzie; – Warning – wyświetl ostrzeżenie; – Error – standardowy błąd; – Fatal Error – błąd krytyczny. Przedstawiono je na rysunku 4.82. Druga grupa opcji odpowiedzialnych za weryfikację to tzw. macierz połączeń, dostępna na drugiej zakładce Connection Matrix. Specyficzną dla większości poprzednich wersji programu macierz połączeń przedstawiono na rysunku 4.84, odpowiada ona za wykrywanie błędów elektrycznych. Klikając na kolorowe pola na przecięciu wierszy i kolumn macierzy, konfigurujemy zachowanie się programu podczas wystąpienia określonych błędów.

Rys. 4.81. Sposób włączenia okna Options for PCB Projects

Rys. 4.82. Rodzaje błędów i ostrzeżeń programu Protel DXP 2004

84

4. Obsługa programu

Rys. 4.83. Zakładka Error Reporting okna Options for PCB Project

Na przykład na przecięciu wiersza Output Pin i kolumny Power Pin domyślnie widnieje kwadrat koloru pomarańczowego, oznaczający błąd (Error), zgodnie z legendą, przedstawioną na rysunku 4.82. Ustawienie takie powoduje, że program wykrywa połączenie ze sobą wyprowadzenia typu „wyjście” z wyprowadzeniem typu „zasilanie” i sygnalizuje taki przypadek jako błąd, co jest akurat w tym przypadku uzasadnione. Użytkownik może w swobodny sposób konfigurować macierz połączeń, wpływając w określony sposób na zachowanie się programu w sytuacji wystąpienia różnego rodzaju błędów elektrycznych.

4.2.2.

Dodawanie bibliotek z elementami Podczas dotychczasowej pracy z programem wykorzystywaliśmy do tworzenia schematu tylko jedną, podstawową bibliotekę o nazwie MiscellaneosDevices. Jednak należy stwierdzić, że podczas codziennej pracy z programem rzadko udaje się utworzyć jakiś układ elektroniczny, wykorzystując do tego celu tylko podstawową bibliotekę programu. Dlatego też skupimy się teraz na omówieniu procesu dodawania nowych bibliotek z elementami. Biblioteki dodajemy w panelu Libraries, używając przycisku o tej samej nazwie Libraries... (rysunek 4.85)

85

4.2. Edytor schematów

Rys. 4.84. Widok macierzy połączeń

Po wykonaniu podanej czynności na ekranie ujrzymy okno o nazwie Available Libraries, a w nim interesować nas będzie tylko druga zakładka okna Installed, na której widnieje domyślnie zainstalowana biblioteka programu. Używając przycisku Install..., rozpoczniemy proces dodawania kolejnych bibliotek (rysunek 4.86).

Rys. 4.85. Fragment panelu Libraries

Rys. 4.86. Okno przedstawiające listę aktualnie zainstalowanych bibliotek z elementami

86

4. Obsługa programu

Rys. 4.87. Procedura wyszukiwania bibliotek znajdujących się na dysku twardym

W kolejnym kroku możemy przeszukać strukturę twardego dysku w celu wskazania biblioteki do zainstalowania w programie (rysunek 4.87).

!

Należy pamiętać, że biblioteki instalowane wraz z programem znajdują się w folderze Library programu Protel DXP 2004. Jednak oprócz tych bibliotek, możemy swobodnie dodawać kompatybilne biblioteki producentów układów elektronicznych lub też biblioteki wykonane samodzielnie.

Po zainstalowaniu kilku bibliotek okno Available Libraries przedstawia się jak na rysunku 4.88. Za pomocą przycisku Remove możemy usunąć z listy każdą z zainstalowanych bibliotek. Dodatkowo za pośrednictwem przycisków Move Up oraz

Rys. 4.88. Okno zawierające listę zainstalowanych bibliotek

4.2. Edytor schematów

87

Rys. 4.89. Procedura wyboru aktywnej biblioteki

Move Down możemy przesuwać biblioteki w oknie, zmieniając w ten sposób ich kolejność występowania na liście. Po zamknięciu omawianego okna przyciskiem Close możemy za pomocą panelu Libraries używać elementów z nowo zainstalowanych bibliotek. Dostęp do nich odbywa się w analogiczny sposób, jak dotychczas, jednak należy pamiętać, aby wcześniej wybrać aktywną bibliotekę za pomocą listy rozwijalnej w panelu, jak pokazano to na rysunku 4.89.

4.2.3.

Menu główne Za pomocą menu głównego można wykonać większość dotychczas opisanych operacji. W menu znajduje się także wiele innych użytecznych funkcji, których opisanie wymaga sporo miejsca. Skupimy się więc jedynie na tych najważniejszych: – File – znajdują się tutaj opcje, których możemy spodziewać się w każdym okienkowym programie. Warto natomiast dokładniej przyjrzeć się takim opcjom jak: • Import – możliwość importowania do programu rysunków z programu Autocad w formacie DWG/DXF, • Save Copy As... – umożliwia zapisanie aktualnie edytowanego dokumentu w formacie innym niż domyślny (np. programu OrCAD lub wcześniejszych wersji Protela), • Page Setup... – ustawianie formatu strony oraz jej podglądu, niezbędnego podczas procesu wydruku, • Recent Documents, Projects – pozwala mieć dostęp do ostatnio otwieranych dokumentów i projektów w programie; – Edit – typowe operacje dla tego menu, lecz mocno rozbudowane. Dokładne ich poznanie z pewnością zajmie trochę czasu, lecz w przyszłości pozwoli na szybszą i sprawniejszą edycję schematu. Przytoczymy tutaj jedynie dwie niestandardowe, a bardzo użyteczne funkcje: • Paste Array – możliwość powielania elementów podczas procesu ich wklejania, narzędzie to pozwala na grupowanie wklejanych elementów w wierszach i kolumnach oraz automatyczną ich numerację, • Select/Deselect – techniki zaznaczania i odznaczania elementów na planszy,

88

4. Obsługa programu

–

–

– –

–

• Increment Part Number – służy do chronologicznego numerowania części składowych jakiegoś elementu, np. jeśli umieszczamy na ekranie kilka bramek układu UCY7400, to zamiast za każdym razem edytować parametry każdej nowej bramki w celu zmiany wartości Part Number, możemy użyć tej opcji, • Find Similar Object – pozwala na odnajdywanie elementów, spełniających definiowane przez użytkownika programu kryteria podobieństwa; View – umożliwia nam różne rodzaje wyświetlania: • Toolbars – wyświetlanie bądź ukrywanie wybranych pasków narzędziowych, • Workspace Panels – wyświetlanie bądź ukrywanie wybranych paneli roboczych programu, • Desktop Layouts – zarządzanie widokiem programu, a przede wszystkim ilością i pozycją paneli roboczych, • Grids – zarządzanie siatką planszy programu: Visible – siatka widoczna na ekranie, Snap – siatka rzeczywista, Electrical – siatka elektryczna; Project – zawiera szereg narzędzi wspomagających pracę z projektem: • Compile Document/Project – uruchamia proces weryfikacji poprawności wykonania dokumentu lub projektu, • Design Workspace – zawiera narzędzia niezbędne do zarządzania obszarem roboczym, • Show Differences – narzędzie odpowiedzialne za porównywanie ze sobą hierarchicznych dokumentów znajdujących się w projekcie, • Project Options – umożliwia dostęp do opcji projektu; Place – grupa narzędzi służąca do umieszczania na planszy elementów graficznych, elektrycznych oraz wspierających łączenie ze sobą elementów na planszy itp.; Design – dostarcza szereg narzędzi związanych z tworzeniem projektu lub dokumentu: • Update PCB – tworzenie płytki drukowanej na podstawie schematu ideowego; • Browse Library – przeglądanie zawartości bibliotek elementów oraz możliwość zarządzania nimi, • Netlist – tworzy listę połączeń elementów połączonych ze sobą na planszy, • Simulate – daje możliwość poddania symulacji zaprojektowanego układu elektronicznego, • Document Options – pozwala na dostęp do głównych opcji dokumentu; Tools – w grupie tej znajduje się większość narzędzi wykorzystywanych podczas pracy z projektem: • Find Component – służy do wyszukiwania elementów użytych w projekcie, • Update From Libraries – wspomaga tworzenie obwodu drukowanego na podstawie istniejącego schematu elektrycznego, • Annotate – wykorzystywane podczas procesu automatycznego przypisywania numerów referencyjnych elementom, • Convert – bogata grupa narzędzi służąca do konwersji elementów, • Schematic Preferences – ustawienia i właściwości schematu;

4.2. Edytor schematów

89

– Reports – w menu tym znajdują się narzędzia do sporządzania różnych raportów na temat projektu lub jego elementów składowych; – Window – grupa narzędzi pozwalająca zarządzać oknami programu; – Help – pomoc na temat programu.

4.2.4.

Paski narzędziowe Paski narzędzi w Protelu pełnią bardzo ważną rolę podczas pracy nad projektem, umożliwiając użytkownikowi łatwy i szybki dostęp do podstawowych funkcji programu. Dzięki nim nie trzeba za każdym razem wchodzić do rozwijanego menu i wyszukiwać w nim interesujących nas opcji. Paski narzędzi podzielono na kilka grup tematycznych, co pozwala na wyświetlenie w danej chwili tylko tych, które są nam potrzebne. Włączenie wyświetlania danego paska narzędziowego odbywa się poprzez wybranie z menu View>Toolbars i wskazanie nazwy paska.

!

Paski narzędziowe mogą być wyświetlane jako okna „pływające” lub umocowane paski narzędziowe. Pierwsze rozwiązanie umożliwia przesuwanie paska w dowolne miejsce ekranu, co w pewnych sytuacjach jest dużym udogodnieniem. W przypadku, gdy dysponujemy większym monitorem (o przekątnej 17" lub 19"), możemy się pokusić o włączenie wyświetlania wszystkich pasków narzędziowych jako umocowanych. Wymaga to „uchwycenia” paska lewym przyciskiem myszy, przeciągnięcia go w stronę dowolnego obrzeża planszy służącej do rysowania schematu i „puszczenia” go w wybranym miejscu.

Podstawowy pasek narzędziowy, który zawsze jest włączony w programie, nosi nazwę Schematic Standard. Znajdziemy na nim podstawowe zestawy narzędzi, takich jak: tworzenie nowych projektów i dokumentów, otwieranie i zapisywanie elementów składowych programu, drukowanie, powiększanie i zmniejszanie bieżącego widoku, wycinanie, kopiowanie, wklejanie elementów, zaznaczanie i odznaczanie elementów oraz cofanie lub ponawianie ostatnio wykonanej operacji itp. Drugim z dość przydatnych podczas codziennej pracy pasków narzędziowych jest pasek o nazwie Utilities, na którym znajdziesz: Utility Tools – narzędzia do rysowania elementów graficznych, Aligment Tools – wyrównywanie elementów na planszy, Power Sources – predefiniowane symbole linii zasilających oraz masy i uziemienia, Digital Devices – predefiniowane symbole rezystorów, kondensatorów, bramek oraz innych elementów logicznych.

Rys. 4.90. Pasek narzędziowy Schematic Standard

90

4. Obsługa programu

Rys. 4.91. Pasek narzędziowy Utilities

Kolejnym, bardzo przydatnym paskiem narzędziowym jest pasek o nazwie Wiring. Znajdziemy na nim niemalże wszystkie potrzebne narzędzia do połączenia ze sobą elementów schematu elektrycznego.

Rys. 4.92. Pasek narzędziowy Wiring

Pasek Formatting służy do formatowania tekstu znajdującego się na planszy (zmiany koloru, tła, czcionki, jej wielkości oraz kroju). Formatowanie to można zastosować do elementów tekstowych, numerów referencyjnych, wartości elementów itp.

Rys. 4.93. Pasek narzędziowy Formatting

!

Pasek narzędziowy Formatting staje się aktywny dopiero wtedy, gdy zaznaczysz uprzednio na planszy dowolny element tekstowy, w przeciwnym przypadku jest on zablokowany.

Pasek narzędziowy Navigation można z kolei wykorzystać do poruszania się pomiędzy ostatnio otwartymi dokumentami lub projektami, dodawania ich do grupy tzw. ulubionych oraz wyświetlenia strony startowej programu, zwanej często Home Page.

Rys. 4.94. Pasek narzędziowy Navigation

Pasek Mixed Sim odpowiada za przeprowadzanie symulacji zaprojektowanych układów elektronicznych i zmiany jej domyślnych ustawień, a pozwala także na wygenerowanie listy połączeń elementów dla słynnego programu symulacyjnego Spice.

Rys. 4.95. Pasek narzędziowy Mixed Sim

4.2. Edytor schematów

91

Rys. 4.96. Okna Customizing Schematic Editor

! 4.2.5.

W Protelu, podobnie jak w większości profesjonalnych programów, mamy możliwość zmiany przycisków znajdujących się na standardowych paskach narzędziowych oraz tworzenia zupełnie nowych, dostosowanych do własnych potrzeb. Możemy tego dokonać, wywołując okno Customizing Schematic Editor poleceniem z menu View>Toolbars>Customize... (rysunek 4.96).

Skróty klawiszowe Skróty klawiszowe pełnią bardzo ważną rolę w każdym programie narzędziowym, ponieważ przyspieszają i ułatwiają wykonanie wielu typowych zadań. W szczególności, w tak rozbudowanym programie jak Protel, odgrywają one zasadniczą rolę i nie wyobrażam sobie pracy z tym programem bez ich używania. Twórcy Protela dołożyli wszelkich starań, aby używanie skrótów klawiszowych było łatwe i bardzo wygodne.

!

W większości programów korzystanie ze skrótów klawiszowych wymaga posługiwania się kombinacjami klawiszy Alt+... lub Ctrl+... W Protelu nie ma konieczności używania klawiszy funkcyjnych, wystarczy, że naciskamy kolejno pierwsze litery nazw poleceń znajdujących się w menu i dalej, chcąc wybrać interesującą nas opcję, naciskamy literę, która jest w nim podkreślona.

Przykładowo, chcąc zaznaczyć wszystkie elementy znajdujące się na matrycy, wystarczy, że naciśniemy kolejno klawisze E, S, A, zamiast kolejno wybierać w menu

92

4. Obsługa programu

Rys. 4.97. Procedura otwarcia pliku PDF zawierającego opisy skrótów klawiszowych programu

Edit>Select>All. Aby utworzyć nowy dokument w projekcie, wystarczy kolejno nacisnąć klawisze F, N, S, zamiast wybierać w menu File>New>Schematic. Autorzy programu zadbali też o to, żeby udostępnić użytkownikowi pełną listę skrótów klawiszowych w postaci pliku PDF. Dostęp do niego mamy poprzez wywołanie z menu Help>Help On>Shortcut Keys, co przedstawiono na rysunku 4.97.

4.2.6.

Narzędzia pomocnicze Narzędzia pomocnicze odgrywają dość ważną rolę w programie, gdyż nie tylko ułatwiają pracę projektantowi, lecz również dostarczają mu wielu dodatkowych i przydatnych funkcji, które może zastosować podczas wykonywania projektu. W kolejnych rozdziałach przedstawimy najważniejsze i najczęściej stosowane narzędzia.

4.2.6.1.

Generowanie listy połączeń Lista połączeń (Netlist) zawiera opis połączeń pomiędzy elementami zastosowanymi na schemacie elektrycznym. Generowanie listy połączeń odbywa się automatycznie i jest ona zapisywana w pliku tekstowym o rozszerzeniu *.net. Listę połączeń można wygenerować zarówno dla pojedynczego dokumentu, jak i całego projektu. Chcąc tego dokonać, należy wybrać z menu Design>Netlist For Document, a następnie typ programu, z którym ma być ona kompatybilna (rysunek 4.98).

Rys. 4.98. Sposób uruchomienia narzędzia do tworzenia Netlisty

4.2. Edytor schematów

93

Po wybraniu typu programu, dla którego ma być przeznaczona lista połączeń, w projekcie pojawia się nowy plik tekstowy zawierający informacje na temat wszystkich komponentów znajdujących się na planszy oraz połączeń między nimi. Zawartość takiego pliku przedstawiono na listingu 4.1. List. 4.1. Zawartość pliku z przykładową listą połączeń [ C1 RAD-0.3 Cap ] [ C2 RAD-0.3 Cap ] [ D1 DSO-C2/X3.3 Diode ] [ D2 DSO-C2/X3.3 Diode ] [ LED1 LED-0 RED ] [ LED2 LED-0 GREEN ] [ Q1 BCY-W3 NPN ] [ Q2 BCY-W3 NPN ] [ R1 AXIAL-0.4 Res2 ]

94

4. Obsługa programu [ R2 AXIAL-0.4 Res2 ] [ R3 AXIAL-0.6 Res Adj2 ] [ R4 AXIAL-0.6 Res Adj2 ] [ R5 AXIAL-0.4 Res2 ] [ R6 AXIAL-0.4 Res2 ] ( NetC1_1 C1-1 D1-1 R2-1 ) ( NetC1_2 C1-2 Q2-2 R3-1 ) ( NetC2_1 C2-1 Q1-2 R4-1 ) ( NetC2_2 C2-2 D2-1 R5-1 ) ( NetD1_2 D1-2 LED1-1 Q1-1 R1-1 ) (

4.2. Edytor schematów

95

NetD2_2 D2-2 LED2-1 Q2-1 R6-1 ) ( NetLED1_2 LED1-2 LED2-2 Q1-3 Q2-3 ) ( NetR1_2 R1-2 R2-2 R3-2 R4-2 R5-2 R6-2 )

4.2.6.2. Zestawienia elementów Bill of Material (rysunek 4.99) w dosłownym tłumaczeniu oznacza zestawienie materiałów użytych w projekcie. Za jego pomocą można wykonać także kosztorys projektowanego urządzenia, jednak my nie będziemy się skupiać na szczegółach kosztorysowania i wykorzystamy to narzędzie do tworzenia zestawień elementów. Narzędzie to można uruchomić poprzez wybranie z menu Reports>Bill of Material, w wyniku czego otworzy się okno przedstawione na rysunku 4.100. Po otwarciu okna Bill of Materials w pierwszej kolejności możemy wybrać kolumny, jakie mają być uwzględnione podczas generowania raportu, ostatecznie naciskamy przycisk Report... mieszczący się w dolnej części okna. W następnym kroku pojawi się okno Report Preview, w którym możemy przeglądać listę elementów znajdujących się w projekcie. Często się też zdarza, że lista ta jest zbyt długa, by mogła zmieścić się w całości w oknie, dlatego do zarządzania wielkością widoku wykorzystywać będziemy grupę przycisków znajdujących się w lewym dolnym rogu okna (rysunek 4.101). Raport taki można wydrukować za pomocą przycisku Print... lub zapisać w innym formacie (html, xls, PDF itp.), wykorzystując do tego przycisk Export...

Rys. 4.99. Sposób uruchomienia narzędzia do sporządzania zestawienia elementów

96

4. Obsługa programu

Rys. 4.100. Wygląd okna Bill of Materials

Raport wyeksportowany do programu MS Excel przedstawiono na rysunku 4.102, w dalszej części można go wzbogacić o dodatkowe dane i np. sporządzić kosztorys całego układu elektronicznego. 4.2.6.3.

Globalna zmiana parametrów elementów Podczas tworzenia projektów w Protelu często się zdarza, że zachodzi potrzeba przypisania jakiejś grupie elementów tych samych parametrów, opisu itp. Jeśli zmiana miałaby dotyczyć tylko kilku elementów na planszy, czynność tę można by wykonać osobno na każdym z elementów, jednak w przypadku większej liczby elementów byłoby to dość pracochłonne.

Rys. 4.101. Wygląd okna Report Preview

4.2. Edytor schematów

97

Rys. 4.102. Zestawienie materiałów użytych w projekcie, wyeksportowane do programu MS Excel

Użytkownicy starszej wersji programu Protel 99 SE zmieniali parametry za pośrednictwem funkcji Global..., gdzie po zmianie jednego bądź kilku parametrów danego elementu definiowało się maskę (tzw. filtr), która powodowała wprowadzenie tych zmian do wszystkich elementów spełniających zadane kryteria. Łatwo zauważyć, że Protel DXP 2004 jest pozbawiony tej funkcji, co nie oznacza, że nie można w nim globalnie zmieniać parametrów danej grupy elementów. Jednak trzeba wspomnieć w tym miejscu, że autorzy programu dołożyli wielu starań, aby program ten pod tym względem mógł zaspokoić nawet najbardziej wymagających użytkowników. Proces zmiany parametrów można podzielić na kilka kroków: – Wyszukiwanie – polega na odnalezieniu w projekcie interesujących elementów; można tego dokonać za pośrednictwem różnych narzędzi, których mechanizm przestawiono w rozdziałach poświęconych wyszukiwaniu elementów na planszy; – Zaznaczanie – polega na zaznaczeniu grupy elementów za pomocą paneli Navigator, List, za pośrednictwem grupy narzędzi znajdujących się w menu Edit>Select lub zaznaczając kilka elementów myszką; – Wprowadzenie zmian – poprzez panel Object Inspector wyświetlający wszystkie parametry, które są wspólne dla wybranych obiektów. W panelu tym dokonujemy stosownych zmian i automatycznie są one wprowadzane do wszystkich zaznaczonych elementów na planszy. Aby proces ten bardziej przybliżyć użytkownikowi programu, posłużymy się prostym przykładem. Załóżmy, że tworzymy schemat, w którym ma się znajdować grupa kilku rezystorów, jak widać na rysunku 4.103. Będziemy chcieli na przykład, aby elementy te edytować grupowo ze względu na przypisanie im tych samych parametrów.

Rys. 4.103. Przykładowa grupa elementów przeznaczona do dalszej edycji

98

4. Obsługa programu

Rys. 4.104. Sposób uruchomienia panelu Inspector

Pierwsza czynność, jaką musimy wykonać, to zaznaczyć za pomocą jednej z możliwych metod wszystkie elementy, lecz w naszym przypadku nie będzie z tym problemów, ponieważ znajdują się one na planszy obok siebie i można do tego celu posłużyć się myszką. Następnie uruchamiamy Object Inspector, wywołując z menu View>Workspace Panels>SCH>Inspector. Procedurę tę pokazano na rysunku 4.104.

Rys. 4.105. Widok panelu Inspector

4.2. Edytor schematów

!

99

Inną formą uruchomienia panelu Inspector jest posłużenie się klawiszem funkcyjnym F11.

Rysunek 4.105 przedstawia wygląd panelu Inspector po zaznaczeniu sześciu rezystorów. Jak widzimy, w panelu można znaleźć większość opcji oraz parametrów, definiowanych dla rezystora. Załóżmy, że pierwsza czynność, jaką będziemy chcieli wykonać, to zmiana domyślnego symbolu graficznego rezystorów. Odszukujemy pole Display Mode, a następnie zmieniamy w nim wartość Normal na Alternate 1 (rysunek 4.106). Po tej czynności wystarczy nacisnąć klawisz Enter, aby wprowadzić zmiany.

Rys. 4.106. Zmiana domyślnych symboli rezystorów

Druga czynność będzie polegała na odwróceniu rezystorów o kąt 90 stopni, w związku z czym w polu Orientation zmieniamy domyślną wartość 90 Degrees na 0 Degrees i zatwierdzamy zmiany klawiszem Enter (rysunek 4.107).

Rys. 4.107. Zmiana kąta ułożenia rezystorów na planszy

Po wprowadzeniu dwóch zmian, grupę rezystorów pokazano na rysunku 4.108. Jednak, jak z pewnością Czytelnik zauważy, w oknie Inspectora nie ma opcji do zmiany wartości rezystorów, dlatego chcąc przypisać wszystkim rezystorom takie same wartości, należy elementy na planszy zaznaczyć inaczej. Trzeba to zrobić w taki sposób, aby zaznaczyć myszką wszystkie wartości elementów widniejące na planszy, a nie same elementy; panel Inspector wygląda wówczas jak na rysunku 4.109. Chcąc zmienić wartość np. rezystancji rezystorów, należy w polu Value zmienić wartość na poprawną i nacisnąć przycisk Enter.

Rys. 4.108. Wygląd rezystorów po wprowadzeniu zmian

100

4. Obsługa programu

Rys. 4.109. Wygląd panelu Inspector po zaznaczeniu wartości elementów na planszy

Rys. 4.110. Zmiana wartości rezystancji rezystorów

4.2.7.

Wydruk schematu Wydrukowanie schematu elektrycznego w Protelu DXP 2004 odbywa się podobnie, jak ma to miejsce w większości innych programów pracujących w systemie Windows. Należy jednak pamiętać, że przed rozpoczęciem wydruku warto ustawić jego parametry, co pozwoli uzyskać dobrej jakości wydruk dokumentacyjny. Dostęp do okna konfiguracji drukowania jest możliwy po wybraniu funkcji z menu File>Page Setup... (rysunek 4.111).

Rys. 4.111. Procedura wyboru narzędzia do konfiguracji wydruku

4.2. Edytor schematów

101

Rys. 4.112. Wygląd okna Schematic Print Properties

Po wybraniu podanej funkcji otwiera się okno Schematic Print Properties, w którym możemy skonfigurować proces wydruku (rysunek 4.112). W dziale Print Paper ustalamy orientację kartki papieru, na której ma zostać umieszczony wydruk, Scaling – odpowiedzialny jest za dobór odpowiedniej skali drukowanego rysunku, Corrections – pozwala na wprowadzenie odrębnej skali wydruku dla pionu i poziomu, w dziale Margins możemy zdefiniować marginesy wydruku, Color Set – umożliwia natomiast wybór palety koloru wydruku schematu. Naciskając przycisk Preview, mamy możliwość podejrzenia rzeczywistego wyglądu schematu jeszcze przed wydrukiem (rysunek 4.113 i rysunek 4.114).

Rys. 4.113. Podgląd wydruku schematu przy ustawieniu standardowej skali wydruku

102

4. Obsługa programu

Rys. 4.114. Podgląd wydruku schematu po ustawieniu większej skali wydruku

W oknie Preview Schematic Prints of mamy możliwość, oprócz podejrzenia schematu, zarządzania samym widokiem poprzez użycie do tego celu przycisków: All, Width oraz 100%. Ponadto w specjalnym polu możemy wpisać wartość procentową rzeczywistego wymiaru rysunku, co pozwala na bardziej przejrzysty podgląd schematu.

!

Jeżeli chcemy wydrukować schemat w formacie większym niż 100%, w oknie Schematic Print Properties musimy wybrać większą skalę wydruku, wówczas całość zostanie podzielona i wydrukowana na kilku osobnych kartkach papieru.

Ostatecznie naciskamy przycisk Print..., po czym możemy jeszcze wybrać jedną z drukarek zainstalowanych w systemie oraz określić właściwości samego wydruku.

4.3.

Edytor płytek drukowanych Po przygotowaniu schematu elektrycznego, kolejnym etapem pracy jest wykonanie projektu płytki drukowanej. Protel oferuje w tym zakresie możliwości, które z pewnością zaspokoją potrzeby każdego elektronika. Za jego pomocą można automatycznie projektować obwody drukowane jedno- i wielowarstwowe. Ze względów praktycznych w książce zajmiemy się przybliżeniem tych zagadnień, które będą przydatne podczas realizacji relatywnie prostych projektów, najczęściej spotykanych w naszej rzeczywistości. Nie oznacza to jednak, że bardziej doświadczeni elektronicy nie znajdą w tym rozdziale przydatnych informacji. W pierwszej kolejności przedstawimy zasadę posługiwania się edytorem PCB oraz jego właściwości. Następnie opiszemy kolejne kroki zmierzające do wykonania płytki drukowanej, jej wizualizacji 3D oraz działanie najważniejszych narzędzi edytora PCB, znajdujących się na paskach narzędziowych oraz dostępnych w menu programu.

4.3.1.

Podstawowe cechy edytora PCB Znaczne rozbudowanie funkcjonalne edytora PCB oraz mnogość oferowanych przez niego funkcji sprawia, że nie jest możliwe szczegółowe opisanie w książce

4.3. Edytor płytek drukowanych

103

wszystkich jego możliwości. Dlatego też, chcąc przedstawić jego najważniejsze, z punku widzenia początkującego użytkownika, cechy i właściwości, ograniczymy się do opisania najbardziej przydatnych i najczęściej stosowanych funkcji. Wiele pozostałych opcji (takich, jak na przykład analiza zachowania układu dla w.cz.) pozostawiamy bardziej dociekliwym czytelnikom do samodzielnego poznawania. Edytor PCB zaprojektowano tak, aby za jego pomocą można było nie tylko wykonać płytkę drukowaną na podstawie schematu sporządzonego w dowolnej wersji programu Protel, lecz również, by możliwy był import i eksport danych do innych programów. Czyni go to bardzo uniwersalnym narzędziem, umożliwiającym pełną współpracę z innymi projektantami korzystającymi z różnych programów. Protel DXP 2004 daje nam ogromne możliwości nie tylko podczas projektowania płytki drukowanej, ale również umożliwia wizualizację wykonanego projektu w trzech wymiarach. Ma to o tyle duże znaczenie, że obecnie jest kładziony nacisk nie tylko na zaprojektowanie układu, lecz także na dotarcie z nim do jak największej grupy użytkowników i spełnienie ich wymogów.

4.3.2.

Rozpoczęcie pracy z edytorem PCB Chcąc rozpocząć pracę z edytorem PCB, musimy utworzyć nowy dokument, najlepiej posłużyć się do tego celu panelem Files i z działu New wybrać PCB File, jak przedstawiono na rysunku 4.115. Drugą możliwością jest posłużenie się menu programu, z którego należy kolejno wybrać: File>New>PCB. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie pojawi się nowe okno przedstawiające pusty dokument PCB. Można zauważyć, że po jego otwarciu zmianie uległ układ menu, wyświetlane są inne paski narzędzi, tło planszy ma inny kolor, a na samym dole okna widnieją nazwy warstw przeznaczonych do różnych celów (rysunek 4.116).

!

Należy też wspomnieć, że podstawowym panelem podczas pracy z dokumentami PCB jest panel o tej samej nazwie, jednak w różnych konfiguracjach programu panel ten może mieć inną pozycję lub też może być ukryty.

Rys. 4.115. Sposób tworzenia nowego dokumentu PCB za pomocą panelu Files

104

4. Obsługa programu

Rys. 4.116. Wygląd okna edytora PCB

Pomimo istniejących różnic edytory Schematic i PCB mają wiele cech wspólnych i są ściśle ze sobą powiązane. Z pewnością opanowanie edytora PCB nie sprawi większych kłopotów użytkownikowi potrafiącemu narysować schemat ideowy w edytorze schematów.

! 4.3.3.

Podstawowa różnica w pracy pomiędzy edytorami Schematic i PCB jest następująca: w pierwszym przypadku na planszy układa się graficzne symbole elementów i łączy je ze sobą przewodami, aby uzyskać schemat elektryczny projektowanego układu. Natomiast w drugim na planszy układa się obudowy elementów znajdujących się na schemacie elektrycznym o kształcie i rozmieszczeniu wyprowadzeń odpowiadających rzeczywistym układom scalonym i innym podzespołom. Wyprowadzenia elementów łączy się nie przewodem, lecz ścieżką przewodzącą ułożoną na wybranej stronie (warstwie) płytki drukowanej.

Konfiguracja planszy PCB Rozpoczynając pracę z edytorem PCB, warto ustawić parametry środowiska pracy tak, aby było ono dla nas przyjazne i wygodne. W pierwszej kolejności spróbuj-

4.3. Edytor płytek drukowanych

105

Rys. 4.117. Współrzędne kursora i rozdzielczość siatki, wyrażone w milsach

Rys. 4.118. Współrzędne kursora i rozdzielczość siatki, wyrażone w milimetrach

my poruszać wskaźnikiem myszy nad matrycą i przyjrzeć się temu, co się pojawia w lewym dolnym rogu okienka edycyjnego. Widzimy zmieniające się cyfry. Można łatwo zauważyć, że określają one współrzędne jego położenia. Dodatkowo z pola tego da się odczytać rozdzielczość siatki ustawionej na planszy. Mogłoby się wydawać, że nie ma powodu, by opisywać ten szczegół. Jednak okazuje się, że warto mu się przyjrzeć, ponieważ za zmieniającymi się współrzędnymi widnieją jednostki, oznaczone mil.

!

Mil to jednostka nazywana potocznie także milsem. Jest to tysięczna część cala, 1 mil = 1/1000" = 0,00254 cm; 1000 mil = 1" = 2,54 cm. Jednostka taka jest standardowo stosowana w systemach projektowych dla elektroników, ponieważ zdecydowana większość obudów elementów elektronicznych ma wyprowadzenia rozmieszczone w rastrze calowym.

Jeżeli Czytelnikowi wydaje się, że używanie jednostek, które każdorazowo trzeba przeliczać na miarę metryczną, jest niewygodne, wówczas wystarczy wybrać z menu View>Toggle Units, Protel wyświetli wtedy jednostki w milimetrach. Wybór jednostek mamy już za sobą. Dobrze jest także skonfigurować linie siatki w odpowiedni sposób, aby za ich pomocą można było łatwo poruszać się po planszy i szacować odległości pomiędzy elementami. Gdy dokładniej przyjrzymy się siatce rastrowej na planszy, to zobaczymy, że odległości pomiędzy jej liniami nie są wielokrotnościami dziesiętnymi, co będzie utrudniać dalszą pracę z programem. Konfigurację dla linii siatki można zmienić w oknie Board Options, które wywołujemy, wybierając w menu Design>Board Options... Wygląd okna Board Options pokazano na rysunku 4.119). W wymienionym oknie można wyróżnić kilka ważnych działów, które będą miały zasadniczy wpływ na pracę z programem: – Measurement Unit – wybór układu miar; – Snap Grid – ustawienia siatki, wg której pozycjonowane są ścieżki drukowane; – Component Grid – ustawienia siatki, wg której pozycjonowane są elementy na planszy; – Electrical Grid – siatka elektryczna, wg której pozycjonowane są wszystkie trasowane ścieżki na płytce drukowanej; – Visible Grid – widoczna siatka na planszy; – Sheet Position – pozycja planszy w dokumencie; – Designator Display – pozwala na wyświetlenie numerów referencyjnych elementów.

106

4. Obsługa programu

Rys. 4.119. Wygląd okna Board Options

4.3.4.

Menu programu, panele robocze i paski narzędziowe Teraz poświęcimy trochę miejsca na krótkie przedstawienie opcji ukrytych w głównym menu programu, opiszemy znaczenie paneli systemowych, a także przedstawimy narzędzia ulokowane na paskach narzędziowych. W zestawieniu zawarto tylko ważniejsze opcje: – File – standardowe dla Windows opcje otwierania i zamykania dokumentów, ich zapisu, eksportu i importu danych pomiędzy różnymi aplikacjami; – Edit – zawiera funkcje spotykane w większości aplikacji pracujących pod kontrolą systemu Windows, związane z edycją dokumentu, do bardziej interesujących opcji w tej części menu należą: • Hole Size Editor – służy do ustawiania wielkości otworów przelotek (Vias) oraz pól lutowniczych (Pads), • Selection memory – pozwala na wybór pamięci, w jakiej Protel może przechowywać skopiowane elementy, fragmenty układu elektronicznego itp., • Build Query – rozbudowane narzędzie pozwalające na zadawanie pytań w celu łatwiejszego wyszukania jakiegoś elementu na płytce drukowanej, • Find Similar Object – narzędzie do wyszukiwania elementów spełniających pewne kryteria podobieństwa; – View – udostępnia narzędzia do podglądu i skalowania projektowanej płytki w zależności od naszych wymagań. Możemy tutaj również zarządzać wyświetlanymi paskami narzędziowymi oraz okienkami pomocniczymi, takimi jak np. Design Manager. Ponadto możemy tu znaleźć: • Board in 3D – narzędzie umożliwiające wykonanie wizualizacji płytki w trzech wymiarach. Dzięki tej opcji możliwe jest wyświetlenie płytki pod dowolnym kątem oraz z każdej strony;

4.3. Edytor płytek drukowanych

107

– Toolbars – pozwala wyświetlić bądź ukryć wybrany pasek narzędziowy: • Workspace Panel – pozwala wyświetlić bądź ukryć wybrany panel programu, • Desktop Layouts – umożliwia zarządzanie widokiem programu, a przede wszystkim liczbą i pozycją paneli roboczych, • Grids – pozwala na określenie rozmiarów siatek w programie, • Toggle Units – przełącza układ jednostek miary Imperial na Metric i odwrotnie; – Projects – w tym menu Czytelnik znajdzie wiele użytecznych opcji służących do zarządzania projektem, do ważniejszych należą: • Compile – uruchamia proces weryfikacji poprawności wykonania dokumentu lub projektu, • Show Differences – narzędzie odpowiedzialne za porównywanie ze sobą hierarchicznych dokumentów znajdujących się w projekcie, • Project Options – zarządzanie głównymi opcjami dokumentu; – Place – z tego menu korzystamy przede wszystkim wtedy, gdy chcemy na planszy umieścić jakiś symbol graficzny, obudowę elementu, pole lutownicze lub przelotkę. Ta opcja menu jest stosowana najczęściej podczas ręcznego projektowania płytki drukowanej: • Coordinate – pozwala na wstawienie w dowolnym miejscu planszy współrzędnych, • Dimension – narzędzia do wymiarowania, • Keepout – narzędzia do definiowania rozmiaru i kształtu płytki; – Design – znajdują się tutaj bardzo ważne oraz zaawansowane opcje dotyczące reguł tworzenia projektu płytki drukowanej, takie jak: • Update Schematic In – pozwala wprowadzić automatyczne zmiany w schemacie ideowym na podstawie dokonanych zmian na płytce drukowanej, • Import Change From – pozwala na wprowadzenie zmian na płytce drukowanej na podstawie dokonanych zmian w schemacie ideowym, • Rules/Rule Wizzard – narzędzia do definiowania reguł wykonywania płytki drukowanej, • Board Shape – pozwala na zmianę kształtu płytki drukowanej, • Netlist – narzędzie do zarządzania listą połączeń elementów znajdujących się na płytce drukowanej, • Board Layers & Colors – zarządzanie warstwami płytki oraz określenie jej domyślnych kolorów, • Board Options – dostęp do opcji płytki drukowanej; – Tools – w menu tym znajdują się bardzo użyteczne narzędzia: • Auto Placement – automatycznie rozmieszcza elementy na obszarze zadeklarowanym za pomocą obrysu na warstwie Keepout Layer płytki drukowanej, • Un-Route – usuwa z płytki istniejące ścieżki tworzące połączenia zgodnie z listą połączeń, • Density Map – generuje mapę pokazującą gęstość rozmieszczenia elementów na płytce drukowanej, • Layer Stackup Legend – pozwala dodać opis w postaci tabelki dla każdej warstwy,

108

4. Obsługa programu

• Preferences – służy przede wszystkim do definiowania kolorów warstw oraz sposobów ich wyświetlania; – Autoroute – w tym menu znajdują się wszystkie niezbędne narzędzia do automatycznego trasowania ścieżek; – Reports – znajdują się tutaj narzędzia służące do sporządzania różnego rodzaju raportów, wyświetlania hierarchii projektu, a także parametrów istniejących połączeń; – Window – za pomocą tego menu można ustalić sposób wyświetlania i rozmieszczenia okien edycyjnych; – Help – menu zawierające różne opcje systemu pomocy (angielskojęzycznej) programu Protel. Po omówieniu najważniejszych narzędzi, do których użytkownik dociera wprost z menu, skupimy się na opisie narzędzi dostępnych na paskach narzędziowych programu Protel DXP 2004. Podstawowym paskiem w module PCB jest pasek PCB Standard, na którym znaleźć można wszystkie typowe narzędzia do otwierania, zapisywania, drukowania, powiększania widoku dokumentów, cofania ostatniej operacji, itp. Nie ma potrzeby szerszego opisywania narzędzi znajdujących się na tym pasku, ponieważ każdy użytkownik poradzi sobie z jego obsługą (rysunek 4.120). Kolejny pasek, o nazwie Wiring, kryje w sobie zestaw narzędzi niezbędnych do tworzenia mozaiki ścieżek podczas wykonywania płytek drukowanych (rysunek 4.121). Nie będziemy tu opisywać wszystkich opcji szczegółowo, gdyż pokazano to w dalszych podrozdziałach książki, poświeconych wykonywaniu płytek drukowanych – przedstawimy jedynie zastosowanie danego narzędzia: – Interactively Route Connection – ręczne trasowanie ścieżek łączących elementy płytki drukowanej; – Place Pad – wstawianie punktów lutowniczych; – Place Via – wstawianie przelotek pozwalających na poprowadzenie ścieżki pomiędzy dwoma warstwami; – Place Arc By Edg – rysowanie łuków i okręgów; – Place Fill – rysowanie wypełnionych prostokątów; – Place Polygon Plane – tworzenie warstwy Polygon Plane; – Place String – wstawianie tekstu; – Place Component – umieszczanie symbolu obudowy elementu na planszy. Pasek Utilities zawiera w sobie szereg narzędzi niezbędnych podczas wykonywania płytki drukowanej (rysunek 4.122). – Utility Tools – zbiór narzędzi do rysowania linii, łuków okręgów, tworzenia macierzy elementów;

Rys. 4.120. Pasek narzędziowy PCB Standard

4.3. Edytor płytek drukowanych

109

Rys. 4.121. Pasek narzędziowy Wiring

Rys. 4.122. Pasek narzędziowy Utilities

– Alignment Tools – zbiór narzędzi służących do wyrównywania elementów na planszy; – Find Selection – zestaw narzędzi pozwalających na poruszanie się pomiędzy zaznaczonymi elementami na planszy; – zestaw narzędzi umożliwiających rysowanie linii – Place Dimension wymiarowych; – Place Room – definiowanie obszarów płytki, dla których można definiować odrębne reguły trasowania ścieżek itp.; – zestaw narzędzi do konfigurowania siatki programu. – Place Grid Ostatnim paskiem narzędziowym dostępnym w module PCB programu Protel 2004 jest pasek Filter, który kryje w sobie narzędzia przeznaczone do maskowania (filtrowania) elementów znajdujących się na planszy (rysunek 4.123). W module PCB warto też zwrócić uwagę na przydatność kilku paneli roboczych. Przypomnę, że panele aktywuje się poprzez wybranie ich z menu View>Workspace Panels>PCB. Podstawowym panelem wspomagającym pracę projektanta obwodów drukowanych jest panel o nazwie PCB (rysunek 4.124). Za jego pośrednictwem możemy w przejrzysty sposób zmieniać rozmieszczenie i właściwości elementów znajdujących się na planszy. Podobnie jak miało to miejsce w module Schematic, można podczas pracy wykorzystać cechy panelu Inspector, za pomocą którego w łatwy sposób będziemy mogli dokonywać zmian edycyjnych na płytce drukowanej (rysunek 4.125). Panel List z kolei pozwala na wyświetlenie zawartości płytki drukowanej w postaci tabeli arkusza kalkulacyjnego, co umożliwia bardzo przejrzyste analizowanie parametrów elementów mieszczących się na płytce drukowanej (rysunek 4.126). Trzeba też pamiętać, że oprócz specyficznych paneli przeznaczonych tylko do pracy w module PCB, można używać paneli uniwersalnych, takich jak: Navigator, Libraries, Projects, Messages, Files itp.

Rys. 4.123. Pasek narzędziowy Filter

110

Rys. 4.124. Panel roboczy PCB

Rys.4.126. Panel List

4. Obsługa programu

Rys. 4.125. Panel Inspector

4.3. Edytor płytek drukowanych

4.3.5.

111

Techniki projektowania płytek drukowanych W tym rozdziale skupimy się wyłącznie na omówieniu projektowania płytek drukowanych, przedstawiając różne metody i techniki, w szczególności będziemy chcieli zwrócić uwagę na istniejące pomiędzy nimi różnice. Pokażemy ponadto ich zastosowanie w zależności od potrzeb użytkownika i technologicznych możliwości producentów płytek. Podstawowym elementem wykorzystywanym przez edytor płytek drukowanych jest obudowa elementu. Jej wygląd można samodzielnie zdefiniować lub też posłużyć się standardowymi obudowami, mieszczącymi się w bibliotekach programu, bibliotekach producenta układów elektronicznych lub też w bibliotekach przygotowanych samodzielnie przez użytkownika.

!

Obudowa elementu wykorzystywana przez edytor płytek drukowanych to obraz rzeczywistej obudowy, odzwierciedlający jej kształt i wymiary. Jak się można domyślić, każdy element używany podczas rysowania schematu musi mieć przypisany rodzaj obudowy, bez której nie będzie możliwe wykonanie płytki drukowanej.

Elastyczność Protela pozwala na przypisanie każdemu elementowi stosowanemu na schemacie kilku różnych obudów, bo przecież rezystory mogą mieć różną moc, a co za tym idzie różne wymiary, rozstaw wyprowadzeń czy też różną średnicę. Zapoznamy teraz Czytelnika z nomenklaturą nazw obudów podstawowych elementów elektronicznych, które są stosowane podczas projektowania płytek drukowanych. Nazwa obudowy składa się z dwóch członów, pierwszy z nich jest przyporządkowany nazwie, natomiast drugi określa najczęściej rozmiar komponentu. Poniżej przedstawiamy listę najczęściej używanych komponentów: – AXIAL – rezystory; – RAD – kondensatory; – RB – kondensatory elektrolityczne; – DIO, DIODE – diody półprzewodnikowe; – LED – diody elektroluminescencyjne LED; – TO, BCY – tranzystory; – FUSE – gniazdo bezpiecznikowe; – SIP – złącza; – CAN – złącza wielowtykowe (okrągłe); – DB – złącza wielowtykowe (prostokątne); – DIP – układy scalone; – BNC – gniazdo BNC; – TRF – transformatory.

!

Wymienione typy obudów są przykładami wybranymi spośród wielu dostępnych obudów, ale podczas projektowania płytek można oczywiście wykorzystywać wszystkie obudowy znajdujące się w bibliotekach.

112

4. Obsługa programu

Rys. 4.127. Obudowa elementu domyślnie przypisana w oknie Component Properties

Musimy teraz wrócić na chwilę do modułu Schematic, aby przypisać wszystkim elementom poprawne obudowy. W takim przypadku najlepiej wywołać okno Component Properties, jego fragment przedstawiono na rysunku 4.127. Czytelnika na pewno zastanawia fakt, dlaczego rezystor ma już zdefiniowaną obudowę AXIAL-0.4, skoro podczas rysowania schematu nie przypisano mu tego parametru. Należy wspomnieć, że Protel 2004 korzysta w dużej części z bibliotek zintegrowanych. W bibliotekach takich każdy element może mieć, oprócz zadeklarowanego symbolu elementu, domyślną obudowę – wykorzystywaną podczas projektowania płytek drukowanych – lub parametry elektryczne niezbędne do przeprowadzenia symulacji zaprojektowanego obwodu. Domyślnie przypisaną obudowę można oczywiście zmienić, zaznaczając ją w pierwszej kolejności, a następnie naciskamy przycisk Edit... Po wykonaniu tej czynności

Rys. 4.128. Okno PCB Model

4.3. Edytor płytek drukowanych

113

Rys. 4.129. Okno Browse Libraries służące do wyboru obudowy dla danego komponentu

na ekranie pojawi się okno PCB Model (rysunek 4.128), w którym najpierw należy zaznaczyć opcję Any w dziale PCB Library, aby zezwolić na korzystanie z dowolnej biblioteki, następnie aktywowany zostanie przycisk Browse... w dziale Footprint Model, za pomocą którego będziemy mogli przeszukiwać biblioteki w celu zmiany domyślnej obudowy. Następnie po wykonaniu powyższych operacji na ekranie pojawi się okno Browse Libraries i w nim możemy wybrać interesującą obudowę dla danego komponentu. Bardzo przydatne jest okno podglądu, w którym można na bieżąco obserwować kształt wybranej obudowy(rysunek 4.129). Po wyjaśnieniu, w jaki sposób przypisać elementowi obudowę, możemy przejść do opisu projektowania płytek drukowanych. Protel oferuje nam kilka różnych technik, dlatego też opiszemy kilka z nich. 4.3.5.1.

Projektowanie płytki z wykorzystaniem kreatora Najlepszym narzędziem do zdefiniowania rozmiarów płytki jest kreator, który użytkownikowi programu pozwoli krok po kroku zadecydować, jak ma być zdefiniowany kształt płytki. Chcąc skorzystać z kreatora, należy wykonać podobne czynności, jak podczas tworzenia nowych dokumentów. W pierwszej kolejności powinniśmy aktywować panel Files, w którym z działu New from template wybieramy PCB Board Wizard... (rysunek 4.130).

!

Należy zwrócić uwagę na fakt, że opcja PCB Board Wizard... znajduje się na samym dole panelu Files, dlatego też osoby pracujące z rozdzielczością ekranu 1024 × 768 lub niższą mogą nie widzieć tej opcji na ekranie. Powinny one zwinąć niepotrzebne działy panelu, jak pokazano na rysunku 4.130. Sytuacja ta może też występować, gdy ktoś używa monitorów 17" lub mniejszych.

114

4. Obsługa programu

Rys. 4.130. Procedura uruchomienia kreatora płytek drukowanych za pośrednictwem panelu Files

Po wywołaniu omawianych opcji na ekranie pojawi się okno powitalne kreatora płytek drukowanych, przedstawione na rysunku 4.131. Aby przejść do kolejnego kroku, naciskamy przycisk Next >. Drugie okno kreatora Choose Board Units pozwala na określenie rodzaju jednostek miar, przy czym wybór Imperial spowoduje, że główną jednostką na płytce będzie mils, natomiast w przypadku wyboru Metric – domyślną jednostką będzie milimetr. W naszym wypadku wybierzemy układ Metric (rysunek 4.132).

!

Do mniej precyzyjnych projektów oraz mniej doświadczeni projektanci powinni wybrać Metric, co pozwoli im na łatwiejsze odniesienie się do wymiarów elementów oraz odległości pomiędzy nimi i ścieżkami.

Rys. 4.131. Okno powitalne kreatora płytek drukowanych

4.3. Edytor płytek drukowanych

115

Rys. 4.132. Okno wyboru domyślnej jednostki (calowa/metryczna) płytki drukowanej

W kolejnym kroku kreatora pojawia się okno Choose Board Profiles, w którym musimy zdecydować o wymiarach i kształcie płytki drukowanej. W lewym oknie mamy do wyboru wiele gotowych szablonów, my jednak do wykonania pierwszego projektu wykorzystamy własny kształt, dlatego wybieramy Custom, po czym naciskamy Next > (rysunek 4.133). Następne okno to Choose Board Details, w którym będziemy mogli szczegółowo określić kształt płytki kolejno w dziale Outline Shape (Rectangular – prostokątny, Circular – okrągły, Custom – definiowany przez użytkownika), dla naszych potrzeb wybieramy kształt prostokątny. Następnie w dziale Board Size musimy określić wymiar płytki, definiując dla naszych potrzeb wymiar 70,0 × 50,0 mm. Boundary Track Width (1,0 mm) oraz Dimension Line Width (0,5 mm) to kolejno szerokości linii wyznaczającej obrzeże płytki oraz linii wymiarowej. Keep Out Distance From Board Edge to odległość od krawędzi płytki – w naszym przypadku niech będzie to wartość 5 mm. Ostatecznie określamy, jakie dodatkowe elementy mają być widoczne na płytce: Title Block – tabliczka rysunkowa, Legend String – legenda, Dimension Lines – linie wymiarowe, Corner CutOff – wycięcia w narożnikach płytki oraz Inner CutOff

Rys. 4.133. Okno wyboru rodzaju i wielkości płytki drukowanej

116

4. Obsługa programu

Rys. 4.134. Okno wyboru szczegółowych parametrów płytki drukowanej

– wycięcia wewnątrz płytki. W naszym przypadku pozwalamy, aby kreator tylko zwymiarował płytkę. Dwa kolejne okna Choose Board Corner Cuts oraz Choose Board Inner Cuts pojawią się tylko i wyłącznie wtedy, gdy w poprzednim kroku kreatora, pokazanym na rysunku 4.134, zaznaczymy stosowne opcje, w przeciwnym przypadku przejdziemy od razu do kroku Choose Board Layers, przedstawionego na rysunku 4.137.

Rys. 4.135. Okno służące do definiowania rozmiarów wycięć w narożnikach płytki

4.3. Edytor płytek drukowanych

117

Rys. 4.136. Okno służące do definiowania otworów wewnątrz płytki

W pierwszym oknie Choose Board Corner Cuts definiujemy wycięcia w narożnikach płytki, co dokonuje się poprzez manualne wprowadzanie wartości wycięć w odpowiednich polach okna (rysunek 4.135), w drugim oknie Choose Board Inner Cuts czynności te wykonuje się w analogiczny sposób, tylko że wycięcia definiuje się dla wnętrza płytki, a nie jej narożników(rysunek 4.136). Po naciśnięciu Next > ukazuje się następne okno Choose Board Layers, w którym można ustalić liczbę warstw sygnałowych. Nie zmieniamy tutaj żadnych parametrów, pozostawiając dwie warstwy sygnałowe – naciskamy więc ponownie przycisk Next >.

Rys. 4.137. Okno wyboru liczby warstw sygnałowych

118

4. Obsługa programu

Rys. 4.138. Okno wyboru rodzaju przelotek w płytce

W kolejnym oknie Choose Via Style ustalamy rodzaj przelotek stosowanych na płytce, ponownie nic nie zmieniając, zostawiamy zaznaczenie przy opcji Thruhole Vias only, naciskając kolejno Next > i przechodząc tym samym do kolejnego okna kreatora. W następnym oknie kreatora Choose Component and Routing Technologies wybieramy sposób montażu elementów na płytce. Ustawień tych można dokonać w oknie pokazanym na rysunku 4.139. Pozostawiając bez zmian opcję Surface-mount component, tworzymy płytkę, na której elementy będą montowane powierzchniowo, a o to nam właśnie chodzi. Natomiast na pytanie Do you put components on the both sides of the board? – odpowiadamy No, ustalając w ten sposób zasadę rozmieszczania elementów na jednej stronie płytki. Naciskamy Next>, przechodząc do kolejnego kroku kreatora.

Rys. 4.139. Okno wyboru techniki montażu elementów na płytce

4.3. Edytor płytek drukowanych

119

Rys. 4.140. Okno wyboru parametrów mozaiki ścieżek

!

Przy małej liczbie elementów na płytce powinno się układać elementy na jednej stronie, natomiast w przypadku dużych projektów, z gęsto upakowanymi elementami, lepszym wyjściem jest montaż podzespołów z dwóch stron płytki.

W oknie Choose Default Track and Via Size ustawiamy opcje związane z parametrami mozaiki ścieżek, takie jak: – Minimum Track Size – minimalna szerokość ścieżki; – Minimum Via Width – minimalna średnica przelotki; – Minimum Via Hole Size – minimalna średnica otworu przelotki; – Minimum Clearance – minimalna odległość pomiędzy sąsiadującymi ścieżkami. Proponujemy na przykład dokonać następujących ustawień: – szerokość ścieżek – l mm; – średnice przelotek i pól lutowniczych – 3 mm; – średnica otworu przelotek – l mm; – odległość między ścieżkami – l mm. Po naciśnięciu przycisku Next > pojawi się końcowe okno kreatora, w którym wystarczy nacisnąć przycisk Finish (rysunek 4.141). Po zakończeniu działania kreatora w projekcie, zostanie utworzony nowy dokument, a na ekranie ujrzymy utworzoną za pośrednictwem kreatora płytkę, (rysunek 4.142).

!

Kształt i wygląd płytki wykonanej za pomocą kreatora mogą być nieco inne od przedstawionych na rysunku 4.142, gdyż będą zależały od dokonanych ustawień w poszczególnych krokach kreatora.

120

4. Obsługa programu

Rys. 4.141. Końcowe okno kreatora płytek drukowanych

Kolejna czynność, jaką powinniśmy wykonać, to umieszczenie elementów składowych schematu ideowego w dokumencie PCB. Do tego celu najlepiej posłużyć się narzędziem, które dokona synchronizacji pomiędzy dwoma dokumentami, wprowadzając do dokumentu PCB połączone ze sobą elementy schematu elektrycznego. Narzędzie to wywołujemy za pośrednictwem menu Design>Import Changes From (rysunek 4.143). Na tym etapie projektu należy jeszcze wspomnieć o jednej bardzo ważnej zasadzie: dokument PCB oraz schemat ideowy muszą się znajdować w obrębie jednego projektu, w przeciwnym wypadku nie będziemy mogli kontynuować dalszej pracy nad projektem płytki, co widać na rysunku 4.144. Po wywołaniu narzędzia przeprowadzającego synchronizację na ekranie pojawi się okno Engineering Change Order, w którym widzimy, jakie elementy oraz połączenia zostaną dodane do dokumentu PCB (rysunek 4.145).

Rys. 4.142. Obrys płytki sporządzony za pomocą kreatora

121

4.3. Edytor płytek drukowanych

Rys. 4.143. Procedura wyboru narzędzia Import Changes From a) poprawnie

b) niepoprawnie

Rys. 4.144. Poprawne oraz błędne rozmieszczenie dokumentów w projekcie

Kolejną czynnością do wykonania jest sprawdzenie poprawności dokonywanych zmian, w związku z czym naciskamy przycisk Validate Changes i po chwili w kolumnie Check powinny pojawić się zielone znaczki symbolizujące zgodność wprowadzanych zmian. W przypadku, gdyby pojawiły się znaczniki czerwone, świadczyć to będzie o istnieniu jakiegoś błędu.

Rys. 4.145. Wygląd okna Engineering Change Order

122

4. Obsługa programu

Rys. 4.146. Umieszczanie elementów na planszy za pośrednictwem narzędzia Engineering Change Order

!

W przypadku występowania błędów na tym etapie projektu musimy skorygować strukturę schematu ideowego, po czym ponownie możemy uruchomić synchronizator. Jeżeli w kolumnie Check nie jest wyświetlony żaden błąd, mamy większą pewność, że schemat nie jest obarczony błędami uniemożliwiającymi wykonanie płytki drukowanej.

Rys. 4.147. Raport wygenerowany na podstawie dokonanych zmian w dokumencie

4.3. Edytor płytek drukowanych

123

Rys. 4.148. Importowane obudowy elementów wraz z połączeniami ze schematu elektrycznego

W przypadku braku błędów możemy nacisnąć przycisk Execute Changes, co spowoduje umieszczenie elementów na planszy, przy równoczesnym wyświetlaniu znaczników poprawności w kolumnie Done (rysunek 4.146). Istnieje także możliwość wygenerowania raportu podsumowującego wprowadzane zmiany przez przyciśnięcie przycisku Report Changes. Wygląd przykładowego raportu pokazano na rysunku 4.147. Ostatecznie naciskamy przycisk Close i powracamy do dokumentu PCB. Po przejściu do dokumentu PCB widzimy, że synchronizator umieścił na planszy obudowy wszystkich elementów występujących na schemacie oraz cieniutkie linie, które są odpowiednikami połączeń, lecz nie należy ich mylić ze ścieżkami płytki drukowanej. Warto teraz zadać sobie pytanie, dlaczego elementy występujące na planszy nie znalazły się wewnątrz zadeklarowanego przez nas obrysu płytki. Wynika to z faktu, że do rozmieszczenia elementów służy specjalne narzędzie, które nazywa się Auto Placer. Aby uruchomić narzędzie do automatycznego rozmieszczania elementów na planszy, należy wybrać z menu Tools>Auto Placement>Auto Placer..., jak pokazano na rysunku 4.149. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie zostanie wyświetlone okno Auto Place, przedstawione na rysunku 4.150. W oknie tym ustawiamy tryb pracy autpla-

Rys. 4.149. Sposób uruchomienia narzędzia Auto Placer

124

4. Obsługa programu

Rys. 4.150. Okno Auto Place służące do wyboru

cera. Mamy do wyboru dwa tryby: Cluster Placer i Statistical Placer. Pierwszy tryb opiera swoje działanie na rozmieszczaniu elementów na płytce względem istniejących połączeń i należy go stosować przy wykonywaniu płytek o małej liczbie podzespołów. Drugi opiera się natomiast na metodzie najkrótszych ścieżek i używa do tego celu algorytmów statystycznych, które najlepiej dopasowują położenie elementów na płytce, gdy ich liczba przewyższa 100. Zaznaczenie opcji Quick Component Placement pozwala na szybkie, lecz niezbyt sensowne rozmieszczenie elementów na płytce, w związku z czym nie polecamy tego sposobu. Po zaakceptowaniu wyboru przyciskiem OK należy jeszcze zaznaczyć myszką prostokąt, w którym będziemy mogli obserwować działanie autoplacera. Na rysunku 4.151 widać ostateczny efekt jego pracy. Ze względu na stochastyczny charakter

Rys. 4.151. Rozmieszczenie elementów na płytce przy użyciu narzędzia Auto Placer

4.3. Edytor płytek drukowanych

125

Rys. 4.152. Procedura wyboru opcji Locked dla wskazanego komponentu

zastosowanych algorytmów pracy autoplacera rozmieszczenie elementów na płytce może wyglądać nieco inaczej. Teraz powrócimy do rozmieszczenia elementów i nieco je poprawimy w stosunku do wersji zaproponowanej przez automat wbudowany w Protela. Zmianę położenia elementów można zmienić ręcznie, chwytając myszką każdy element z osobna i przesuwając go w dowolne miejsce na płytce. Chcąc połączyć metodę automatyczną z ręczną, można wybrane elementy poustawiać ręcznie i klikając na nich

Rys. 4.153. Manualnie rozmieszczone elementy na projektowanej płytce drukowanej

126

4. Obsługa programu

Rys. 4.154. Sposób uruchomienia autoroutera

dwukrotnie myszką, zaznaczyć w wyświetlonym oknie opcję Locked, po czym ponownie uruchomić autoplacera, co spowoduje automatyczne rozmieszczenie tylko elementów bez atrybutu Locked (rysunek 4.152). Stosując wymienione metody, uzyskujemy pewien ład w rozmieszczeniu elementów na płytce, co widać na rysunku 4.153. Kolejną fazą realizacji projektu płytki drukowanej jest wykonanie połączeń (ścieżek drukowanych) pomiędzy elementami. W celu utworzenia ścieżek drukowanych należy uruchomić specjalne narzędzie, które przeprowadzi ten proces automatycznie. Najlepiej wywołać je z menu Auto Route>All..., w wyniku czego otworzy się okno Situs Routing Strategies, pokazane na rysunku 4.155. W oknie tym, dla projektowanej przez nas płytki wybieramy Default 2 Layer Board, po czym naciskamy Route All. Po wykonaniu tej czynności autorouter rozpocznie pracę. Czas wykonywania połączeń jest zależny od wielu czynników, takich jak: wydajność komputera, gęstość upakowania elementów, wymiary płytki, sposób rozmieszczenia elementów na płytce, a także zadeklarowane szerokości ścieżek i odstępy między nimi. Po zakończeniu działania autoroutera projektowana płytka wygląda jak na rysunku 4.156.

Rys. 4.155. Okno Situs Routing Strategies

4.3. Edytor płytek drukowanych

127

Rys. 4.156. Wygląd płytki wraz z zaprojektowanymi ścieżkami drukowanymi

Ponadto po zakończeniu działania autoroutera na ekranie jest wyświetlany panel Messages. Znajdują się w nim informacje o tym, czy automatyczne prowadzenie ścieżek zostało zakończone sukcesem, jest wyświetlana liczba wykonanych połączeń, a w przypadku niewykonania wyświetlana jest liczba połączeń pozostałych do końca. Wyświetlany jest także czas realizacji zadania przez autorouter. Z przykładowego raportu wiemy, że cały proces łączenia przebiegł poprawnie i zajęło to zaledwie 2 sekundy (rysunek 4.157). Na planszy edytora schematów łatwo zauważyć, że niektóre ścieżki mają kolor niebieski, a niektóre czerwony. Ich kolor nie zależy od rodzaju połączeń, lecz od tego, na której stronie płytki drukowanej znajdują się ścieżki. Kolor czerwony jest domyślnie przyporządkowany warstwie górnej (elementów), a niebieski dolnej (lutowania). Nasuwa się pytanie: czy to nie jest przesada, aby dla tak prostego urządzenia tworzyć płytkę, na której ścieżki przebiegają na dwóch warstwach?

Rys. 4.157. Panel Messages z wyświetlonym raportem odnośnie do wykonanych połączeń na płytce

128

4. Obsługa programu

Rys. 4.158. Procedura wyboru narzędzia do usuwania ścieżek z płytki drukowanej

Rys. 4.159. Procedura uruchomienia narzędzia odpowiedzialnego za definiowanie reguł projektowania płytki drukowanej

Oczywiście, że tak! Spróbujmy zatem usunąć wykonane ścieżki. Możemy to zrobić na kilka sposobów. Pierwszy z nich polega na wyborze z paska narzędziowego opcji Undo, co spowoduje usunięcie skutków ostatnio wykonanego polecenia. Można też do tego celu wykorzystać specjalistyczne narzędzie służące do usuwania ścieżek. Aby je uruchomić, wybieramy w menu opcje Tools>Un-Route All, w wyniku czego zostają usunięte wszystkie ścieżki na płytce drukowanej (rysunek 4.158). Wracamy zatem do punktu wyjścia, czyli do płytki pozbawionej połączeń, jak to wcześniej pokazano na rysunku 4.153. Teraz zadeklarujemy wykonanie jednostronnej płytki drukowanej. Do wyboru mamy dwie warstwy płytki: górną, czyli tę, gdzie będą znajdować się elementy, lub też dolną, gdzie będziemy lutować elementy do płytki. Wykonamy standardową płytkę drukowaną, na której ścieżki będą biegły po stronie lutowania. W tym celu musimy zmienić domyślne reguły programu. Możemy tego dokonać na dwa sposoby, pierwszy z nich polega na wybraniu z menu Design>Rules..., w efekcie otwiera się okno pokazane na rysunku 4.160. Druga metoda pozwala co prawda otworzyć to samo okno, jednak procedura jego wywołania jest nieco inna. Chcąc skorzystać z tej metody, najpierw uruchamiamy autorouter, a po wyświetleniu okna Situs Routing Strategies, przedstawionego na rysunku 4.155, naciskamy w nim przycisk Routing Rules... Obojętnie, z której metody skorzystamy, zostanie otwarte okno PCB Rules and Constraints Editor, w którym w lewej części odszukujemy Routing, po czym wybieramy w nim opcję Routing Layers i w prawym oknie w dziale Constraints wyłączamy tworzenie ścieżek na górnej warstwie płytki drukowanej poprzez wybór Not Used na warstwie Top Layer, jak pokazano to na rysunku 4.160. Na końcu naciskamy przycisk Close. Po wykonaniu powyższych czynności należy ponownie uruchomić autorouter. Po zakończeniu jego pracy widać, że rozmieszczanie połączeń przy tej metodzie trwało zdecydowanie dłużej, bo aż 8 sekund. Wynika z tego, że nałożenie dodatkowych ograniczeń (np. zmniejszenie liczby warstw) powoduje znaczne wydłużenie czasu projektowania płytki drukowanej. Jak widać, po zakończeniu pracy autoroutera wszystkie ścieżki mają kolor niebieski, co oznacza, że zaprojektowana płytka jest jednostronna (rysunek 4.161). W ten sposób zakończyliśmy projektowanie płytki dla układu, którego schemat elektryczny pokazano na rysunku 4.12.

4.3. Edytor płytek drukowanych

129

Rys. 4.160. Procedura wyeliminowania tworzenia ścieżek na górnej warstwie płytki

Rys. 4.161. Wygląd jednostronnej płytki

4.3.5.2.

Projekt płytki z ręcznym obrysem obrzeża płytki Zaczynamy od otwarcia nowego dokumentu PCB. Następnie konfigurujemy parametry planszy PCB, najlepiej zmieniając jednostki na metryczne, aby było łatwiej odwzorować szacunkowy rozmiar płytki. Warto też dopasować odpowiednio siatkę i po wykonaniu tych czynności możemy zabrać się do konkretów. Na samym początku musimy narysować obrzeże płytki. Chcąc zachować standardy projektowania układów PCB, musimy pamiętać, aby obrys ten znalazł się na war-

130

4. Obsługa programu

Rys. 4.162. Lista aktywnych warstw w nowym dokumencie PCB

stwie Mechanical 4. Jeśli przyjrzysz się uważnie warstwom programu, zauważysz z pewnością, że taka warstwa nie istnieje (rysunek 4.162). Pierwsza czynność, jaką będziemy musieli wykonać, to uruchomienie menedżera warstw modułu PCB. W tym celu wybieramy z menu Design>Board Layers & Colors... (rysunek 4.163) i po chwili na ekranie pojawia się okno Board Layers and Colors, przedstawione na rysunku 4.164. W oknie tym musimy odszukać dział Mechanical Layers (M) i włączyć warstwę Mechanical 4, jednak domyślnie widoczna jest tylko warstwa Mechanical 1, w związku z czym wyświetlamy nieużywane warstwy Mechanical poprzez odznaczenie opcji: Only show enabled mechanical Layers, a następnie aktywujemy interesującą nas warstwę przez zaznaczenie opcji Enable i Show. Ostatecznie zatwierdzamy zmiany przyciskiem OK. Po wykonaniu powyższych czynności na liście dostępnych warstw znaleźć już można dodaną przed chwilą warstwę Mechanical 4 (rysunek 4.165). Kolejnym krokiem będzie teraz narysowanie za pomocą narzędzia Place Line obrysu płytki drukowanej (jej rzeczywistego kształtu) na warstwie Mechanical 4 (rysunek 4.166). Następnie rysujemy obrys tej części płytki, na której będą umieszczane elementy. Obrys ten wykonujemy tym samym narzędziem, ale na warstwie Keep Out Layer. Na rysunku 4.167 przedstawiono proponowany wygląd płytki. Podczas ręcznego tworzenia obrysu płytki drukowanej powierzchnia, na której będą umieszczane elementy, musi być mniejsza od rzeczywistego rozmiaru płytki. Każdy zaprojektowany obrys płytki można swobodnie zmodyfikować. Aby tego dokonać, należy zrobić kolejne kroki: najpierw zaznaczamy linię, którą chcemy zmodyfikować, następnie kierujemy kursor myszy nad jeden z uchwytów linii, naciskamy lewy przycisk myszy i przesuwamy linię w nowe miejsce, czynność tę możemy powtórzyć dla różnych odcinków linii, uzyskując ostateczny rezultat. Po wprowadzeniu stosownych zmian w rozmiarze oraz kształcie płytki, jej wygląd przedstawiono na rysunku 4.169.

Rys. 4.163. Sposób uruchomienia menedżera warstw

4.3. Edytor płytek drukowanych

131

Rys. 4.164. Włączenie warstwy Mechanical 4

Rys. 4.165. Lista warstw po dodaniu warstwy Mechanical 4

Dalsze kroki postępowania są identyczne z tymi, które opisaliśmy podczas tworzenia płytki z wykorzystaniem kreatora, tzn. w pierwszej kolejności wywołujemy narzędzie Import Changes From..., następnie pozycjonujemy elementy na płytce

Rys. 4.166. Sposób wyboru narzędzia Place Line

Rys. 4.167. Przykładowo odręcznie wykonany obrys płytki drukowanej

132

4. Obsługa programu a)

c)

b)

d)

e)

Rys. 4.168. Sposób zmiany kształtu obrysu płytki

przy użyciu autoplacera lub ręcznie i ostatecznie tworzymy ścieżki, wykorzystując możliwości autoroutera. Efekt końcowy widać na rysunku 4.170. 4.3.5.3.

Projektowanie płytki bez użycia schematu ideowego z ręcznym trasowaniem ścieżek Wygoda automatycznego projektowania płytek drukowanych powoduje, że stosunkowo rzadko korzysta się w praktyce z projektowania ręcznego. Jednak nawet najlepszy autorouter nie jest doskonały, w związku z czym mogą zdarzyć się sytuacje, kiedy użytkownik musi skorzystać z narzędzi do ręcznego projektowania. Podobnie jak w poprzednim przypadku, zaczynamy od otwarcia nowego dokumentu PCB, po czym rysujemy obrys płytki poznanymi wcześniej metodami, uzyskując w ten sposób efekt zbliżony do przedstawionego na rysunku 4.169. Po wykonaniu obrysów, przystępujemy do ręcznego rozmieszczania elementów wewnątrz obrysu znajdującego się na warstwie Keep Out Layer. Dokonać tego możemy w programie Protel na kilka sposobów, pierwszy z nich polega na aktywowaniu panelu Libraries, z którego wybieramy w analogiczny sposób, jak miało to miejsce w pakiecie Schematic, interesujący nas element. Ciekawostką jest, że panel ten może pracować w dwóch trybach wyświetlania elementów.

Rys. 4.169. Ostateczny wygląd płytki po zmianie jej rozmiaru i kształtu

4.3. Edytor płytek drukowanych

133

Rys. 4.170. Ostateczny wygląd płytki o ręcznie definiowanym kształcie

Pierwszy pozwala na wybór obudów poprzez wskazanie konkretnego elementu, do którego jest ona przypisana. Drugi natomiast polega na wyborze bezpośrednio konkretnej obudowy. Interesujący nas tryb wybieramy przez wskazanie myszką opcji Component lub Footprints znajdującej się w panelu Libraries (rysunek 4.171).

Rys. 4.171. Wybór elementów za pomocą panelu Libraries

134

4. Obsługa programu

Druga możliwość umieszczania obudów elementów na planszy polega na wyborze z menu Place>Component... (rysunek 4.172). Po wywołaniu tej opcji na ekranie pojawi się okno Place Component, za pomocą którego będziemy umieszczać elementy na planszy (rysunek 4.173). Odszukujemy w tym oknie przycisk Browse , naciskamy go myszką, po czym na ekranie wyświetlone zostaje kolejne okno Browse Libraries, za pomocą którego możemy podejrzeć zawartość danej biblioteki, a naciskając przycisk OK, umieszczamy daną obudowę na planszy (rysunek 4.174). Po wstawieniu wszystkich niezbędnych elementów, przykładowy wygląd naszej planszy jest taki jak na rysunku 4.175.

!

Zapewne zauważyłeś, że elementy umieszczone na płytce praktycznie niczym nie odbiegają od elementów, które ułożyliśmy na płytkach projektowanych innymi metodami (co opisałem w poprzednich rozdziałach książki), jednak gdy dokładniej się im przyjrzymy, to zauważymy, że pomiędzy elementami nie ma tzw. sieci połączeń. Czynność polegającą na ręcznym dodaniu sieci połączeń opiszemy w kolejnym kroku projektowania płytki.

Przed rozpoczęciem tworzenia sieci połączeń warto dodatkowo wprowadzić do schematu ideowego pomocnicze oznaczenia, będące numerami przewodów skupiających się wokół danego węzła, otrzymując efekt pokazany na rysunku 4.176.

!

Dodatkowe oznaczenia przewodów nie muszą koniecznie mieć charakteru numerycznego, mogą to również być oznaczenia słowne lub inne. Ich zadaniem jest tylko poinformowanie projektanta, jakie elementy skupiają się wokół danego węzła.

Rys. 4.172. Procedura wyboru narzędzia Component z menu Place

Rys. 4.173. Wygląd okna Place Component

4.3. Edytor płytek drukowanych

135

Rys. 4.174. Sposób umieszczania obudów na planszy za pomocą okna Browse Libraries

Rys. 4.175. Przykładowe rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej

Rys. 4.176. Schemat ideowy z wprowadzonymi dodatkowymi oznaczeniami przewodów

Jeżeli udało nam się już poprawnie oznaczyć schemat elektryczny, możemy swobodnie przejść do tworzenia sieci połączeń, wywołując edytor połączeń poprzez wybranie z menu Design>Netlist>Edit Nets... (rysunek 4.177).

136

4. Obsługa programu

Rys. 4.177. Sposób uruchomienia narzędzia do tworzenia sieci połączeń

Po chwili na ekranie pojawi się okno Netlist Manager, za pomocą którego będziemy tworzyć sieć połączonych ze sobą komponentów. Okno jest podzielone na trzy części: Net Classes, Net in Class oraz Pins in Net. Nas interesuje na tym etapie tylko środkowe. Będziemy w nim dodawać połączenia występujące na schemacie i przypisywać im poszczególne wyprowadzenia danych elementów (rysunek 4.178). Aby dodać połączenie, należy nacisnąć przycisk Add znajdujący się w środkowej części okna, po czym zostanie otwarte kolejne okno Edit Net, w którym będziemy przypisywać danemu połączeniu wyprowadzenia danych lementów, okno to widać na rysunku 4.179. W pierwszej kolejności w oknie tym wpisujemy w polu Net Name nazwę danego połączenia (w naszym przypadku będzie to: 1), następnie za pomocą przycisku przypisujemy wybrane wyprowadzenia elementów danemu numerowi połączenia, przenosząc je z lewego okna Pin in other Nets do prawego Pins in Net i uzyskując w ten sposób listę elementów przypisanych do danego połączenia. Jeżeli pomyłkowo

Rys. 4.178. Wygląd okna menedżera połączeń

4.3. Edytor płytek drukowanych

137

Rys. 4.179. Wygląd okna edycji połączeń

przypiszemy jakieś wyprowadzenie elementu nieodpowiedniemu połączeniu, wówmożemy je odwołać, przenosząc z powrotem na lewą stronę. czas przyciskiem Jeżeli zatwierdzimy wszystkie wyprowadzenia przypisane danemu połączeniu, naciskamy przycisk OK, po czym powracamy do poprzedniego okna Netlist Manager (rysunek 4.180). Jeżeli w tym momencie zamkniemy okno Netlist Manager, wówczas zauważymy, że na płytce drukowanej powstała pierwsza sieć połączeń (rysunek 4.181).

Rys. 4.180. Wygląd okna Netlist Manager po stworzeniu pierwszego połączenia

138

4. Obsługa programu

Rys. 4.181. Pierwsza sieć połączeń utworzona za pomocą menedżera połączeń

W analogiczny sposób powinniśmy wykonać pozostałe połączenia, uzyskując w ten sposób osiem utworzonych połączeń (rysunek 4.182). Po wykonaniu opisanych czynności wygląd projektowanej przez nas płytki powinien przedstawiać się tak jak na rysunku 4.183. W tym momencie wygląd płytki przypomina nam sytuację z etapu projektowania z wykorzystaniem narzędzi automatycznych. Jednak skupimy się teraz na tym, aby ścieżki poprowadzić ręcznie za pomocą myszki. Zacznijmy więc od wyboru najprostszych tras prowadzenia ścieżek; w naszym przypadku będzie to połączenie ze sobą wyprowadzeń sześciu rezystorów R1–R6, co łatwo zauważyć na rysunku 4.184. Pamiętając zasadę (z poprzednich metod projektowania płytki) o prowadzeniu ścieżek tylko na jednej warstwie laminatu płytki, wybieramy do tego celu ręcznie dolną warstwę, wskazując myszką na liście zakładek Bottom Layer (rysunek 4.185). Skoro mamy już wybraną warstwę do prowadzenia ścieżek, możemy przystąpić do dzieła. W pierwszej kolejności wybieramy z paska narzędziowego opcję: Interactively Route Connection (jak zapewne Czytelnik zdążył zauważyć, jest to to samo narzędzie, które wykorzystywaliśmy do wykonania obrysu płytki drukowanej). Następnie kierujemy kursor myszki na pierwsze pole lutownicze wybranego elementu (po chwili wokół niego zostanie wyświetlona obwiednia), po czym jednokrotnie naciskamy lewy przycisk myszki i prowadzimy ścieżkę do sąsiedniego

Rys. 4.182. Okno menedżera połączeń po zdefiniowaniu wszystkich połączeń

139

4.3. Edytor płytek drukowanych

Rys. 4.183. Wygląd projektowanej płytki drukowanej po zdefiniowaniu kompletnej sieci połączeń

Rys. 4.184. Widok sześciu rezystorów przeznaczonych do połączenia

wyprowadzenia. Gdy ponownie wyświetli się obwiednia, naciskamy lewy przycisk myszki, na skutek czego powstaje pierwsza ścieżka na projektowanej przez nas płytce (rysunek 4.186). Łączenie ze sobą elementów za pośrednictwem prostej ścieżki mamy już za sobą, jednak większość ścieżek na płytkach drukowanych ma tzw. zakręty, aby połączyć ze sobą dane pola lutownicze elementów. Przykładowo, takimi elementami na naszej płytce drukowanej mogą być rezystor R2 oraz kondensator C1 (rysunek 4.187). Co prawda ścieżkę prowadzimy w analogiczny sposób, jak miało to miejsce wcześniej, jednak robimy to etapami, a po każdym narysowaniu prostego odcinka ścieżki naciskamy jednokrotnie lewym przyciskiem myszki, uzyskując efekt końcowy pokazany na rysunku 4.188c. Pozostałe ścieżki prowadzimy w podobny sposób, aż do uzyskania efektu, który przedstawiono na rysunku 4.189.

!

Ręczne prowadzenie ścieżek może powodować większą ilość błędów w strukturze połączeń niż w przypadku stosowania narzędzi automatycznych. Dużym problemem może być tzw. unikanie niepotrzebnych skrzyżowań ścieżek. W tej kwestii bardzo pomocna może okazać się technika prowadzenia ścieżek pod samymi elementami. a)

Rys. 4.185. Wybór warstwy Bottom Layer

b)

c)

Rys. 4.186. Procedura ręcznego prowadzenia ścieżek

140

4. Obsługa programu a)

Rys. 4.187. Elementy R2 oraz C1 przeznaczone do połączenia

b)

c)

Rys. 4.188. Procedura prowadzenia zagiętych ścieżek

Rys. 4.189. Wygląd ręcznie zaprojektowanej płytki drukowanej

4.3.6.

Modyfikacje i poprawa wyglądu płytki Ze względów estetycznych ważne jest, aby opisy elementów znajdujących się na płytce drukowanej miały taką samą orientację i znajdowały się na tej samej wysokości względem siebie. Uwaga ta dotyczy również elementów.

4.3.6.1.

Oznaczenia elementów i dodatkowe opisy Zacznijmy od poprawnego ułożenia oznaczeń elementów; edycja przebiega podobnie jak w edytorze schematów. Wystarczy wskazać i przytrzymać dany opis myszką i przesunąć go w dowolne miejsce lub też obrócić o kąt 90o, naciskając klawisz spacji. Bardziej zaawansowane możliwości edycji oznaczeń elementów mamy w oknie Designator, które wywołujemy dwukrotnym kliknięciem myszki na danym oznaczeniu. W oknie tym możemy ustalić dowolny kąt położenia danego oznaczenia, wpisując odpowiednią wartość w polu Rotation, oznaczenie możemy także ukryć lub wyświetlić w postaci odbicia lustrzanego poprzez zaznaczenie opcji Hide lub Mirror. Dodatkowo możemy wprowadzić autopozycjonowanie oznaczenia względem elementu, rozwijając listę Autoposition i dokonując odpowiedniego wyboru (rysunek 4.190).

4.3. Edytor płytek drukowanych

141

Rys. 4.190. Możliwości dokonania edycji oznaczeń elementów w oknie Designator

Jak uważni Czytelnicy zauważyli, podczas definiowania rozmiarów płytki najpierw zadeklarowaliśmy jej fizyczne obrzeże, a następnie wewnętrznym obrysem, wykonanym na warstwie Keep Out Layer, ograniczyliśmy miejsce wykorzystywane do rozmieszczania elementów. Stało się tak, ponieważ większość płytek musi mieć otwory służące do mocowania ich do szkieletu urządzenia lub obudowy. Zdarza się też, że na płytce umieszczamy logo firmowe, numer seryjny, czasami nazwę charakteryzującą dane urządzenie, co pokazano na rysunku 4.191.

Rys. 4.191. Przykłady logo firm umieszczonych na płytkach

! 4.3.6.2.

Jak zapewne Czytelnik zauważył, na rysunku 4.191 logo firmy może być umieszczone na pustym obszarze płytki, a w specjalnych procesach produkcyjnych może być nawet nałożone na ścieżkach.

Otwory montażowe i linie wymiarowe Spróbujmy zatem wzbogacić naszą płytkę o pewne dodatki, powinny być one umieszczone na warstwach Mechanical 3 lub Mechanical 4. W celu wyboru jed-

142

4. Obsługa programu

Rys. 4.192. Fragment płytki wraz z otworem montażowym

Rys. 4.193. Zestaw narzędzi do wymiarowania płytek

nej z nich klikamy myszką w dolnej części okna edytora PCB. Może się jednak okazać, że warstwy te nie są domyślnie wyświetlone, wówczas trzeba je ręcznie aktywować w ten sam sposób, jak było to opisane podczas ręcznego trasowania obrysu płytki. , Wybieramy teraz z paska narzędziowego Utilities opcję Place Full Circle Arc po czym pomiędzy linią stanowiącą brzeg płytki a linią będącą granicą w rozmieszczaniu elementów na płytce rysujemy otwory w czterech narożnikach. Efekt końcowy przedstawiono na rysunku 4.192. Płytkę oraz jej fragmenty możemy także zwymiarować, używając do tego celu narzędzia Place Standard Dimension wprost z paska narzędziowego Utilities z działu UtilityTools. Narzędzie to pozwala na narysowanie standardowej (prostej) linii wymiarowej. W przypadkach, gdy nasze oczekiwania przekraczają możliwości stosowania prostej linii wymiarowej, możemy skorzystać z działu Place Dimension

Rys. 4.194. Wygląd płytki po dodaniu linii wymiarowych oraz otworów montażowych

4.3. Edytor płytek drukowanych

143

umieszczonego na tym samym pasku, w którym kryje się o wiele więcej narzędzi do tego celu (rysunek 4.193). Po narysowaniu wszystkich otworów oraz zwymiarowaniu płytki wygląda ona tak, jak przedstawiono na rysunku 4.194. 4.3.6.3.

Zasilanie układu Mogłoby się wydawać, że prace związane z projektowaniem naszej płytki zostały już zakończone, jednak nie możemy zapomnieć, że jeszcze trzeba do układu dołączyć zasilanie. Często oprócz zasilania musimy do płytki jeszcze doprowadzić zaciski sygnału wejściowego i wyjściowego. W naszym układzie sygnałem wejściowym będzie samo zasilanie, a wyjście to po prostu dwie diody LED. Omówimy teraz kilka technik pozwalających na doprowadzenie zasilania do płytki. Pierwsza z nich mogłaby polegać na zwyczajnym przylutowaniu do płytki dwóch przewodów zasilających, jednak metoda ta jest dosyć prymitywna i nie będziemy jej stosować. Jedna z najprostszych, a zarazem skutecznych metod, będzie polegała na dodaniu do płytki specjalnych pól lutowniczych, do których zostaną doprowadzone przewody zasilające. W tym celu z paska narzędziowego Wiring , po czym wybieramy warstwę, na której mają być one wywołujemy Place Pad umieszczone (niech będzie to warstwa, gdzie znajdują się ścieżki), czyli Bottom Layer, i umieszczamy dwa takie elementy gdzieś w wolnym obszarze płytki, jak pokazano na rysunku 4.195.

!

Narzędzie do umieszczania pól lutowniczych na płytce można także wywołać z menu Place>Pad.

Po naniesieniu pól lutowniczych spróbujemy je teraz skonfigurować, tzn. przypiszemy im numer ścieżki, do jakiej mają być podłączone. W tym celu klikamy dwukrotnie na jednym z nich, po czym na ekranie zostaje wywołane okno Pad i w polu Net wybieramy numer połączenia zgodnie z zadanymi numerami z rysunku 4.176. Ponadto w oknie tym możemy przypisać wielkość otworu w polu lutowniczym, a także jego kształt oraz rozmiar. Po dopasowaniu rozmiaru i kształtu pola lutowniczego można płytkę wzbogacić, dodając opis z informacjami o jego przeznaczeniu (rysunek 4.196).

Rys. 4.195. Fragment płytki z dodanymi polami lutowniczymi

144

4. Obsługa programu

Rys. 4.196. Okno właściwości pola lutowniczego

Do zacisków dodajemy opis, wybierając z paska narzędziowego Wiring opcję Place String , po czym umieszczamy napis w odpowiednim miejscu płytki; jej wygląd przedstawiono na rysunku 4.197.

Rys. 4.197. Fragment płytki po umieszczeniu napisu

Rys. 4.198. Okno właściwości tekstu wyświetlanego na płytce

4.3. Edytor płytek drukowanych

145

Rys. 4.199. Wygląd końcowy płytki po dodaniu pól lutowniczych wraz z ich opisem

Na pewno nie interesuje nas napis „String”, niezadowalająca jest także jego początkowa wielkość, dlatego też w celu dokonania stosownych zmian klikamy go dwukrotnie myszką, uruchamiając jednocześnie okno String, w którym dokonamy stosownych zmian. W polu Text wpiszemy interesujący nas opis. Za pomocą zmiany parametru Height możemy zmienić wielkość tekstu. Rotation z kolei jest odpowiedzialne za zmianę kąta wyświetlenia tekstu na płytce (rysunek 4.198). Na koniec musimy tylko poprowadzić niezbędne ścieżki, zgodnie z widniejącymi połączeniami (Net), uzyskując w ten sposób efekt końcowy, pokazany na rysunku 4.199.

! 4.3.6.4.

Należy pamiętać, że zamiast umieszczania na płytce pól lutowniczych do przytwierdzenia przewodów zasilających, można np. posłużyć się listwą zaciskową czy złączem krawędziowym. Nie będziemy już tych czynności opisywać szczegółowo, każdy Czytelnik z pewnością poradzi sobie z umieszczeniem na płytce dodatkowego elementu (obudowy) i prawidłowym podłączeniem go z całym układem.

Zmiana domyślnych obudów elementów Kolejna czynność będzie polegała na zmianie domyślnej obudowy danego elementu. Okazuje się czasem, że proponowana przez program obudowa nie odpowiada naszym oczekiwaniom lub po prostu chcemy ją zamienić na inny model (o innych rozmiarach, innym rozstawieniu nóżek lub o innym sposobie montażu). Dla przykładu spróbujmy wymienić obudowy kilku elementów na naszej płytce drukowanej. W pierwszej kolejności przeprowadzimy to na obudowach diod prostowniczych D1 i D2. W tym celu wyszukujemy na płytce jeden z obiektów, a następnie dwukrotnie klikamy go myszką, co spowoduje otwarcie okna o nazwie Component, wyświetlającego właściwości danego elementu (rysunek. 4.200).

146

4. Obsługa programu

Rys. 4.200. Okno właściwości danego elementu

W oknie tym odszukujemy dział Footprint, w którym naciskamy przycisk wyboru nowej obudowy z dowolnej biblioteki (rysunek 4.200).

w celu

Po wykonaniu powyższej czynności w oknie Browse Libraries wybieramy nową obudowę dla naszej diody, w naszym przypadku najlepsza będzie DIODE-0.4, po czym naciskamy OK (rysunek 4.201). Zmiany powinny zostać automatycznie wprowadzone na płytkę. W analogiczny sposób postępujemy z kilkoma innymi ele-

Rys. 4.201. Okno wyboru nowej obudowy elementu

4.3. Edytor płytek drukowanych

147

Rys. 4.202. Wygląd płytki po wprowadzeniu zmian kilku obudów elementów

mentami: tranzystorom Q1, Q2 zmieniamy obudowy na BCY-W3/H.8 oraz diodom LED na LED-1. Po wykonaniu wszystkich wymienionych czynności wygląd naszej płytki powinien być taki, jak na rysunku 4.202. Na tym etapie możemy stwierdzić, że zakończyliśmy prace związane z tworzeniem naszej pierwszej płytki drukowanej. Umieszczone mamy wszystkie elementy, które są ze sobą połączone w odpowiedni sposób, a także organizacja elementów, połączeń oraz różnych innych dodatków płytki jest prawidłowa. Przedstawimy teraz kilka kwestii związanych również z tworzeniem płytek drukowanych, lecz niedotyczących już naszego układu.

4.3.7.

Dodatki i modyfikacje W tym rozdziale zajmiemy się zastosowaniem kilku przydatnych narzędzi, które niejednokrotnie stosuje się podczas tworzenia płytek.

4.3.7.1.

Przelotki Przelotki stosujemy, kiedy chcemy podczas projektowania przejść ścieżką z jednej na drugą warstwę płytki. Do tego celu w Protelu wykorzystuje się narzędzie Place znajdujące się na pasku narzędziowym Wiring. Umieszczenie na planszy Via przelotki nie powinno nikomu sprawić większego problemu, robi się to niemalże w identyczny sposób jak w przypadku pól lutowniczych. Gdy już taki element zostanie umieszczony na planszy, można go kliknąć dwa razy przyciskiem myszki, aby wejść do ustawień przelotki, (rysunek 4.203). Pola Hole Size i Diameter określają kolejno rozmiar otworu i pola lutowniczego przelotki. W dziale Properties znajdujemy dwie bardzo ważne opcje Start i End Layer, które pozwalają określić, jakie warstwy będzie łączyć ze sobą dana przelot-

148

4. Obsługa programu

Rys. 4.203. Okno ustawień przelotki a)

b)

Rys. 4.204. Przykłady zastosowania przelotek

ka. W przypadku stosowania płytek dwuwarstwowych należy wybrać oczywiście w jednym polu Top Layer, a w drugim Bottom Layer (rysunek 4.203). 4.3.7.2.

Pola maskujące Czasami zdarza się, że podczas projektowania płytek drukowanych zachodzi potrzeba zastosowania na powierzchni, gdzie biegną ścieżki, specjalnych obszarów pokrytych miedzią (niewytrawionych). Niekiedy wykorzystuje się je do prowadzenia masy na płytce. Można je zobaczyć na przykładowej płytce (rysunek 4.205). Aby w procesie produkcji płytki takie obszary powstały, muszą być oczywiście zamaskowane jeszcze przed procesem trawienia, dlatego też do tego celu w Protelu stosuje się specjalne narzędzie Place Polygon Plane , które wywołujemy z paska narzędziowego Wiring. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie pojawia się okno pokazane na rysunku 4.206.

4.3. Edytor płytek drukowanych

149

Rys. 4.205. Fragment płytki z widocznymi polami maskującymi

Do najważniejszych ustawień w tym dziale można zaliczyć przede wszystkim: Layer – rodzaj warstwy, na jakiej ma być umieszczona maska, Grid Size – rozmiar siatki, Track Width – szerokość linii w siatce, a także Hatching Style – rodzaj siatki. Do ważnych można też zaliczyć Connect to Net – możliwość podłączenia powierzchni do jakiegoś istniejącego połączenia na płytce. Po zatwierdzeniu wszystkich ustawień przystępujemy do rysowania na planszy kształtu warstwy Polygon Plane. Dla przykładu chcemy, aby warstwa ta obejmowała swoim kształtem trzy pola lutownicze. Na koniec przy domyślnych ustawieniach w powyższym oknie powinniśmy uzyskać efekt, który przedstawiono na rysunku 4.207b. Natomiast gdy zmienimy ustawienia domyślne warstwy Polygon Plane (do ustawień można wejść powtórnie poprzez dwukrotne kliknięcie jej kształtu myszką) na bardziej zagęszczoną siatkę, wówczas na ekranie zostanie wyświetlone okno Confirm, w którym potwierdzamy wprowadzone zmiany, po czym efekt powinien przypominać rysunek 4.207c. Jednak gdy się nieco dokładniej przyjrzymy polom lutowniczym, to stwierdzimy, że nie są one połączone z warstwą Polygon Plane, lecz jedynie znajdują się wewnątrz

Rys. 4.206. Wygląd okna Polygon Plane

150

4. Obsługa programu a)

b)

c)

Rys. 4.207. Kolejne etapy tworzenia warstwy Polygon Plane

niej samej. Chcąc połączyć wybrane pole lutownicze z warstwą Polygon Plane, należy obydwa obiekty przypisać do tego samego połączenia, co wykonujemy w dziale Connect to Net – opcję tę można dostrzec na rysunku 4.206. Efekt końcowy przyłączonego pola lutowniczego przedstawiono na rysunku 4.209.

Rys. 4.208. Okno potwierdzenia wprowadzenia zmian w ustawieniach warstwy Polygon Plane

4.3.7.3.

Rys. 4.209. Warstwa Polygon Plane połączona z jednym polem lutowniczym

Zmiana grubości ścieżek Jedną z ostatnich poprawek, jaką przedstawimy w tym rozdziale, używanie różnych grubości ścieżek. Technikę tę bardzo często stosuje się na płytkach drukowanych w celu zmniejszenia rezystancji danego obwodu drukowanego, zwiększenia wydajności prądowej, dopasowania impedancji itp. Przykładową płytkę mającą ścieżki o różnej szerokości przedstawia rysunek 4.205. Dla lepszego zrozumienia tego zagadnienia posłużymy się prostym przykładem. Rysunek 4.210a pokazuje fragment obwodu drukowanego (ścieżki koloru czerwonego oznaczają, że druk znajduje się na górnej warstwie płytki). Załóżmy, że chcemy zmienić grubość ścieżki znajdującej się po lewej stronie pola lutowniczego. W tym celu klikamy dwukrotnie myszką na wybranej ścieżce, przechodząc w ten sposób do okna Track, w którym można zmienić domyślne ustawienia danej ścieżki. a)

b)

c)

Rys. 4.210. Fragment obwodu drukowanego z różnymi grubościami ścieżek

4.3. Edytor płytek drukowanych

151

Rys. 4.211. Okno właściwości ścieżek drukowanych

Szerokość definiuje się w polu Width, dla przykładu spróbujmy zmienić domyślną szerokość z 0,254 mm na 1 mm, po czym akceptujemy wprowadzone zmiany przyciskiem OK (rysunek 4.211). Jak zapewne zauważyłeś, zmiany szerokości ścieżek definiuje się osobno dla każdego segmentu; chcąc zmienić szerokość całej ścieżki, musimy czynność tę przeprowadzić osobno dla wszystkich odcinków.

! 4.3.8.

Jak zapewne zauważyłeś, po zmianie szerokości fragmentu ścieżki zmieniła ona również swój domyślny kolor z czerwonego lub niebieskiego na zielony (w zależności od tego, czy była prowadzona na górnej lub dolnej warstwie płytki). Kolorem tym Protel oznacza wszystkie zauważone błędy. Nie oznacza to, że wykonaliśmy czynność niepoprawnie, tylko że nowa szerokość ścieżki jest uznawana za niezgodną z predefiniowanymi regułami programu. W jaki sposób można zmienić te reguły, opiszemy w kolejnym rozdziale.

Reguły projektowania płytek drukowanych Przedstawimy teraz sposób korzystania z predefiniowanych reguł podczas projektowania płytki drukowanej, co w dużej mierze ułatwia wykonanie projektu zgodnie z założonymi wcześniej wstępnymi warunkami. Protel DXP 2004 jest wyposażony w bardzo bogate narzędzia, pozwalające nadzorować proces projektowania układu.

Rys. 4.212. Procedura uruchamiania narzędzia do definiowania reguł projektowania płytki drukowanej

152

4. Obsługa programu

Rys. 4.213. Widok okna edytora reguł projektowania płytek drukowanych

Reguły konfiguruje się w edytorze specjalnie do tego celu przygotowanym, który wywołujemy poprzez wybór z menu Design>Rules... (rysunek 4.212). Po wykonaniu w poprawny sposób tej czynności na ekranie zostaje wyświet– lone okno edytora reguł PCB Rules and Constraints Editor, przedstawione na rysunku 4.213.

Rys. 4.214. Definiowanie reguł związanych z określeniem szerokości ścieżek

4.3. Edytor płytek drukowanych

153

Okno edytora reguł składa się z dwóch części. W pierwszej (po lewej stronie) wyświetlane są rodzaje reguł możliwych do zdefiniowania, natomiast w drugiej części (po prawej stronie okna) możliwe do zdefiniowania opcje wybranej reguły. Reguły podzielone są na kilka kategorii, wśród których wyróżnić można reguły dotyczące technik prowadzenia ścieżek, reguły związane ze sprawdzaniem poprawności układu elektrycznego, z projektowaniem warstw ochronnych oraz wiele innych. Ze względu na złożoność oraz dużą liczbę reguł opiszemy tylko te, których używa się podczas projektowania większości układów elektronicznych. 4.3.8.1.

Reguły dotyczące trasowana ścieżek Do jednych z ważniejszych reguł zaliczyć można reguły związane z technikami prowadzenia ścieżek na płytce. Podzielić je można na kilka podgrup, do których zaliczamy przede wszystkim reguły pozwalające kontrolować szerokość i kształt ścieżek. Możemy dzięki nim określać, na jakich warstwach będą prowadzone ścieżki, a także na jakich algorytmach ma się opierać sposób dobierania tras prowadzenia ścieżek po płytce.

4.3.8.1.1. Szerokość ścieżek Jeżeli w lewej części okna rozwiniemy gałąź Routing i wskażemy parametr Width, będziemy mogli z osobna zdefiniować reguły dla każdej z używanych warstw płytki (rysunek 4.214). Spróbujmy więc tak zdefiniować regułę, aby przy pewnych zakresach zmian szerokości ścieżek program nie informował o występującym błędzie, jak przedstawiono to na rysunku 4.210. W tym celu minimalną dozwoloną granicą szerokości ścieżek będzie 0,1 mm, maksymalną 2 mm, a preferowaną pozostawmy bez zmian.

Rys. 4.215. Definiowanie reguł związanych z kształtem ścieżek

154 a)

4. Obsługa programu b)

c)

Rys. 4.216. Kształty ścieżek możliwe do użycia na płytce drukowanej

4.3.8.1.2. Kształt ścieżek Po wskazaniu opcji Routing Corners mamy możliwość wpływu na kształt oraz rozmiar zagięć ścieżek na płytce. Domyślnie trasowane są ścieżki o stylu 45 Degrees, co w dosłownym tłumaczeniu oznacza, że są zaginane łagodnie o 45o (rysunek 4.215). Oprócz domyślnego kształtu ścieżek można jeszcze wybrać ścieżki typu 90 Degrees, czyli zaginane pod kątem 90o oraz Rounded, co w dosłownym tłumaczeniu oznacza zaokrąglone. Wyboru rodzaju ścieżek dokonuje się, rozwijając listę Style. W przypadku ścieżek zaginanych pod kątem 45o oraz zaokrąglonych, możemy jeszcze mieć wpływ na rozmiar zagięcia lub też zaokrąglenia poprzez zmianę domyślnej wartości w polu Setback (rysunek 4.216). 4.3.8.1.3. Topologie ścieżek Poprzez wybór opcji Routing Topology mamy wpływ na zmianę sposobu trasowania ścieżek przez Autorouter. Do dyspozycji jest kilka różnych algorytmów wyboru i określania tras prowadzenia ścieżek (rysunek 4.217).

Rys. 4.217. Definiowanie reguł związanych z wyborem topologii ścieżek

155

4.3. Edytor płytek drukowanych a)

b)

c)

d)

Rys. 4.218. Rodzaje topologii prowadzenia ścieżek na płytce

Wśród różnych topologii możemy wyróżnić przede wszystkim: Shortest – Autorouter będzie starał się wybrać najkrótszą trasę ścieżek na płytce, Horizontal – ścieżki będą prowadzone z akcentem poziomym, natomiast Vertical – z pionowym. Na uwagę zasługuje jeszcze Starbust, w którym ścieżki mają charakter gwiazdy od centralnego elementu do pozostałych (rysunek 4.218). 4.3.8.1.4. Warstwy Poprzez wybór opcji Routing Layer mamy wpływ na zmianę priorytetu kierunku prowadzenia ścieżek na danej warstwie przez Autorouter, domyślnie dla warstwy Top Layer jest ustawiony Horizontal (kierunek poziomy), dla warstwy Bottom Layer – Vertical (kierunek pionowy). Do wyboru oprócz dwóch wymienionych mamy ponadto: Any – w dowolnym kierunku; O"Clock – co 15º; 45 Up oraz 45 Down – ukośnie w górę lub w dół; Fan Out – wyprowadzenie ścieżek od pól lutowniczych (rysunek 4.220).

Rys. 4.219. Definiowanie reguł związanych z domyślnym kierunkiem prowadzenia ścieżek na danej warstwie

156

4. Obsługa programu

Rys. 4.220. Możliwe do wyboru kierunki prowadzenia ścieżek

4.3.8.1.5. Przelotki Po rozwinięciu opcji Routing Vias możemy zdefiniować reguły dotyczące przelotek znajdujących się na płytkach drukowanych. Reguły te mają podobne znaczenie jak w przypadku szerokości ścieżek drukowanych. Określamy trzy parametry: wartość minimalną (Minimum), maksymalną (Maximum) oraz preferowaną (Preferred), jeśli chodzi o rozmiar samej przelotki – Via Diameter, i otworu wewnątrz niej – Via Hole Size (rysunek 4.221). 4.3.8.2.

Reguły elektryczne Drugą grupą reguł dostępnych w Protelu są reguły elektryczne – Electrical. Odpowiedzialne są one, jak łatwo się domyślić, za szereg parametrów elektrycznych układu drukowanego. Zaliczyć do nich można przede wszystkim kontrolę odległości ścieżki od innych obiektów elektrycznych na powierzchni płytki, takich jak: inna ścieżka, pole lutownicze lub przelotka.

Rys. 4.221. Definiowanie reguł związanych z rozmiarem przelotek

4.3. Edytor płytek drukowanych

157

Rys. 4.222. Definiowanie reguł związanych z odległością ścieżek od innych elementów płytki

Niektóre z nich odpowiedzialne są również za kontrolę nad niepotrzebnie przecinającymi się ścieżkami czy też obwodami, które są nieciągłe (przerwane ścieżki). 4.3.8.2.1. Odległość ścieżek Pierwszy typ reguł z rodziny elektrycznych to reguła odpowiedzialna za kontrolowanie minimalnej odległości ścieżek od innych obiektów elektrycznych znajdujących się na płytce. Wywołujemy ją, rozwijając kolejno gałąź Electrical, a następnie wskazujemy Clearance. Wartość, o której mowa powyżej, definiuje się w polu Minimum Clearance (rysunek 4.222).

!

Warto wspomnieć, że w niektórych przypadkach zwiększając wartość w polu Minimum Clearance, a szczególnie w płytkach o dużym zagęszczeniu ścieżek, możemy w znaczny sposób zwiększyć czas pracy Autoroutera, nawet prowadząc w skrajnych przypadkach do nieukończenia w 100% jego pracy.

4.3.8.2.2. Przecięcia ścieżek Kolejny typ reguł elektrycznych to reguła Short Circuit, kontrolująca proces tworzenia ścieżek drukowanych pod kątem ich przecięć. Wywołujemy ją, rozwijając kolejno gałąź Electrical, a następnie wybierając ShortCircuit. Domyślnie reguła nie zezwala na łączenie ze sobą ścieżek, nienależących do tego samego obwodu elektrycznego. Innymi słowy, pozwala połączyć ze sobą tylko te ścieżki, które należą do tego samego

158

4. Obsługa programu

Rys. 4.223. Definiowanie reguł związanych z przecinaniem się ścieżek na płytce

NET-u. Jeżeli z kolei będziemy chcieli łączyć ze sobą wszystkie ścieżki na płytce, wówczas konieczne będzie zaznaczenie opcji Allow Short Circuit (rysunek 4.223). 4.3.8.2.3. Przerwane ścieżki Kolejną regułą elektryczną jest reguła kontrolująca przerwane ścieżki na płytkach lub też ścieżki, które nie zostały ze sobą połączone. Regułę tę można wywołać

Rys. 4.224. Reguła kontrolująca przerwane ścieżki na płytce drukowanej

4.3. Edytor płytek drukowanych

159

Rys. 4.225. Reguła odpowiedzialna za kontrolowanie odległości warstwy maskującej od pól lutowniczych

poprzez rozwinięcie gałęzi Electrical, a następnie wybranie UnRoutedNet. Reguła może okazać się potrzebna w przypadkach modyfikowania położenia elementów na płytce z wykonanymi już wcześniej ścieżkami; gdy taka sytuacja będzie miała miejsce, oznaczane będą ścieżki przerwane (rysunek 4.224). 4.3.8.3.

Reguły dotyczące zarządzania powierzchniami Ostatnia reguła, na jaką chcę zwrócić uwagę, to reguła Solder Mask Expansion należąca do grupy Mask. Odpowiedzialna jest za kontrolowanie odległości warstwy maskującej (Solder Mask) od pól lutowniczych. Domyślną wartością jest 0,1016 mm, którą oczywiście można zmienić na dowolną, wpisując w polu Expansion odpowiednią nową wartość (rysunek 4.225).

4.3.8.4.

Kreator tworzenia reguł Protel DXP 2004 jest również wyposażony w specjalny kreator przeznaczony do tworzenia spersonalizowanych reguł. Chcąc go uruchomić, wystarczy, że w oknie PCB Rules and Constraints Editor naciśniemy przycisk Rule Wizard... Po wykonaniu tej czynności na ekranie zostanie wyświetlone pierwsze okno kreatora, pokazane na rysunku 4.227. Drugim sposobem uruchomienia kreatora reguł jest wybór z menu Design narzędzia Rule Wizard... (rysunek 4.226).

Rys. 4.226. Procedura uruchomienia kreatora reguł

160

4. Obsługa programu

Rys. 4.227. Okno powitalne kreatora tworzenia reguł płytek drukowanych

W oknie powitalnym kreatora reguł wystarczy nacisnąć Next, aby przejść do kolejnego okna, w którym wybieramy rodzaj danej reguły oraz zdefiniujemy jej nazwę (rysunek 4.227). W pierwszej kolejności w polu Name wpisujemy dowolną nazwę reguły, a następnie wybieramy jej rodzaj z poniższej listy. Załóżmy, że będziemy chcieli zdefiniować regułę związaną z zagięciami ścieżek, dlatego wybieramy Routing Corners, po czym naciskamy Next (rysunek 4.228). W kolejnym oknie kreatora wybieramy zakres działania nowo tworzonej reguły, zaznaczając: Whole Board – odwołujemy się do całej płytki drukowanej; 1 Net – dla jednego połączenia; A Few Net – dla kilku połączeń; A Net on a Particular Layer – dla połączeń na wybranej warstwie; A Net In a Particular Component – dla połączeń z wybranym komponentem; Advanced – zaawansowany sposób definiowania zakresu działania reguły (rysunek 4.229). Po wyborze obszaru działania reguły naciskamy Next, po czym przechodzimy do kolejnego okna, w którym wyświetla się lista zdefiniowanych reguł tego samego

Rys. 4.228. Okno wyboru nazwy oraz rodzaju reguły

4.3. Edytor płytek drukowanych

161

Rys. 4.229. Określanie zakresu działania reguły

typu, i za pomocą przycisków Increase lub Decrease Priority możemy określić priorytet działania danej reguły (rysunek 4.230). Po określeniu priorytetów naciskamy Next i przechodzimy do ostatniego okna kreatora, będącego podsumowaniem informacji w nowo zdefiniowanej przez nas regule. Po naciśnięciu przycisku Finish wracamy do okna, w którym zarządzaliśmy regułami. Po wejściu do głównego okna zarządzającego regułami odszukujemy na liście utworzoną przez nas regułę, po czym możemy przystąpić do jej definiowania (rysunek 4.232).

4.3.9.

Narzędzia pomocnicze Narzędzia pomocnicze edytora płytek drukowanych pełnią ważną rolę w czasie projektowania układu elektronicznego. Omówię teraz najważniejsze z nich, pokazując do czego służą oraz w jaki sposób się nimi posługiwać.

Rys. 4.230. Definiowanie priorytetu reguły

162

4. Obsługa programu

Rys. 4.231. Okno podsumowujące parametry nowo utworzonej reguły

Rys. 4.232. Nowo utworzona reguła w oknie zarządzania regułami

Rys. 4.233. Sposób uruchamiania narzędzia do wyświetlania informacji o płytce drukowanej

4.3. Edytor płytek drukowanych

163

Rys. 4.234. Zakładka General okna PCB Information Rys. 4.235. Zakładka Components okna PCB Information

4.3.9.1.

Informacje o płytce Narzędzie to jest odpowiedzialne za wyświetlanie szczegółowych informacji na temat wykonanej przez nas płytki. Informacje te podzielone są wg specjalnych kategorii; więcej o tym narzędziu dowiemy się w trakcie opisu jego działania. Uruchamiamy je poprzez wybór opcji Board Information... z menu Reports, tak jak pokazano na rysunku 4.233. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie pojawia się okno PCB Information i aktywna jest zakładka General, na której widnieją informacje na temat rozmiaru płytki drukowanej, liczby pól lutowniczych, ścieżek itp. (rysunek 4.234). Na kolejnej zakładce Components możemy zobaczyć całkowitą liczbę elementów znajdujących się na płytce oraz na której warstwie zostały one umieszczone (rysunek 4.235).

Rys. 4.236. Zakładka Nets okna PCB Information

Rys. 4.237. Okno do wyboru danych do generowanego raportu

164

4. Obsługa programu

Ostatnia zakładka to Nets, na niej widnieją wszystkie połączenia użyte w projekcie płytki (rysunek 4.236). Na każdej z zakładek widnieje przycisk Report..., po jego użyciu zostanie wyświetlone kolejne okno Board Report, w którym zaznaczamy, jakie kluczowe informacje o płytce chcemy dołączyć do raportu, po czym naciskamy przycisk Report, co widać na rysunku 4.237. Po wykonaniu powyższych czynności, na ekranie zostaje wygenerowany raport, przedstawiony na listingu 4.2. List. 4.2. Wygenerowany raport na temat wykonanej płytki Specifications For Ręczny obrys.PcbDoc On 2006-02-25 at 20:44:06 Size of board Components on board

71.8283 x 61.9636 mm 14

Layer Route Pads Tracks Fills Arcs Text -----------------------------------------------------------------------Top Layer 0 9 0 0 0 Bottom Layer 0 151 0 0 0 Mechanical 1 0 12 0 2 0 Mechanical 4 0 76 0 4 6 Top Overlay 0 82 0 2 28 Keep-Out Layer 0 12 0 0 0 Multi-Layer 33 0 0 0 0 -----------------------------------------------------------------------Total 33 342 0 8 34 Net Track Width Count ---------------------------------0.254mm (10mil) 8 ---------------------------------Total 8 Net Via Size Count ---------------------------------1.27mm (50mil) 8 ---------------------------------Total 8 Routing Information ---------------------------------Routing completion : 95,83% Connections : 24 Connections routed : 23 Connections remaining : 1 ----------------------------------

4.3.9.2.

Pomiar odległości Protel DXP 2004 oferuje również ciekawe, a zarazem bardzo pożyteczne narzędzie wykorzystywane często przez projektantów płytek drukowanych do określenia odległości na płytce, np. pomiędzy różnymi elementami, ścieżkami itp. Wywołujemy

4.3. Edytor płytek drukowanych

165

Rys. 4.238. Procedura uruchomienia narzędzia do pomiaru odległości

Rys. 4.239. Okno z wyświetlonym raportem na temat odległości pomiędzy dwoma punktami na płytce drukowanej

je poprzez wybór z menu Reports opcji Measure Distance lub też korzystamy ze skrótu klawiszowego Ctrl+M (rysunek 4.238). Chcąc skorzystać z tego narzędzia, wystarczy, że wskażemy myszką na płytce miejsce, w którym chcemy rozpocząć pomiar, następnie nie zwalniając wciśniętego lewego przycisku myszki, wskazujemy punk docelowy. W wyniku poprawnie przeprowadzonej, opisanej przeze mnie wcześniej czynności, na ekranie zostaje wyświetlone okno, w którym widnieje odległość pomiędzy dwoma punktami wyrażona w milimetrach oraz w milsach. 4.3.9.3.

DRC – tester poprawności połączeń na płytce drukowanej DRC (Design Rule Check) – to narzędzie zbliżone do ERC (Electrical Rule Check), znanego z edytora schematów. Jego zadaniem jest sprawdzenie poprawności wykonanej płytki drukowanej pod kątem zdefiniowanych przez użytkownika reguł. Aby uruchomić tester DRC, należy z menu Tools wybrać Design Rule Check... (rysunek 4.240). Po wykonaniu wyżej opisanych czynności otwiera się okno do sprawdzania reguł. W lewej jego części widnieją niemalże identyczne reguły jak w oknie do definiowania reguł (rysunek 4.241). Reguły, których nie skonfigurowano w Design Rules, również nie są aktywne w oknie DRC. Dla przykładu możemy rozwinąć jedną z gałęzi narzędzia DRC, w wyniku czego uzyskamy efekt, który przedstawiono na rysunku 4.242. Możemy go porównać z wcześniej zdefiniowanymi warunkami wykonania płytki w Design Rules. Nasuwa się też pytanie: w jaki sposób DRC współpracuje z Autoplacerem oraz Autorouterem, skoro najpierw ustalamy szerokości ścieżek, odległości pomiędzy nimi itp., a następnie uruchamiamy Autoplacera i Autoroutera, w wyniku czego

Rys. 4.240. Sposób uruchomienia narzędzia DRC

166

4. Obsługa programu

Rys. 4.241. Wygląd okna konfiguracji narzędzia DRC

płytka zostaje wykonana zgodnie ze zdefiniowanymi zasadami. Czy więc uruchomienie DRC mija się z celem? Owszem, mija się z celem, jednak tylko i wyłącznie wtedy, gdy po zakończeniu działania autoplacera i autoroutera nie wprowadzano żadnych zmian na płytce, takich jak: zmiana położenia elementów, modyfikacja układu i szerokości ścieżek itp. W przeciwnych przypadkach DRC pozwala uniknąć błędów, mogących uniemożliwić wykonanie płytki. Sprawdźmy teraz działanie narzędzi DRC, celowo wprowadzając do projektowanej płytki kilka błędów. Przykładowo zwiększmy otwór jakiejś przelotki lub pola lutowniczego, poszerzmy jakiś odcinek ścieżki oraz przesuńmy inny jej fragment, aby zasymulować tzw. nieciągłość druku. Po uruchomieniu narzędzia DRC naciskamy przycisk Run Design Rule Check... (rysunek 4.242) po czym, jeżeli w projekcie występują błędy, w panelu Messages

Rys. 4.242. Dział Electrical w narzędziu DRC

4.3. Edytor płytek drukowanych

167

Rys. 4.243. Panel Messages z wyświetlonymi błędami

widnieć będą rodzaje błędów, podawana jest też nazwa dokumentu, w którym one wystąpiły oraz inne informacje, takie jak czas i data (rysunek 4.243). Oprócz tego zostaje generowany raport, przedstawiony na listingu 4.3, w którym łatwo można zauważyć zaistniałe błędy, celowo zaznaczone wytłuszczoną i podkreśloną czcionką. List. 4.3. Przykładowy raport DRC z opisami błędów Protel Design System Design Rule Check PCB File : BTCPROTEL 2004PLIKI ŹRÓDŁOWERęczny obrys.PcbDoc Date : 2006-02-26 Time : 14:16:16 Processing Rule : Hole Size Constraint (Min=0.0254mm) (Max=2.54mm) (All) Violation Via (136mm,78mm) Top Layer to Bottom Layer Actual Hole Size = 3mm Rule Violations :1 Processing Rule : Height Constraint (Min=0mm) (Max=25.4mm) (Prefered=12.7mm) (All) Rule Violations :0 Processing Rule : Width Constraint (Min=0.1mm) (Max=2mm) (Preferred=0.254mm) (All) Violation Track (133mm,70mm)(136.5mm,70mm) Top Layer Actual Width = 4mm Rule Violations :1 Processing Rule : Clearance Constraint (Gap=0.254mm) (All),(All) Rule Violations :0 Processing Rule : Broken-Net Constraint ( (All) ) Violation Net 2 is broken into 2 sub-nets. Routed To 75.00% Subnet : LED1-2 Q2-1 LED2-2 Subnet : Q1-1 Rule Violations :1 Processing Rule : Short-Circuit Constraint (Allowed=No) (All),(All) Rule Violations :0 Violations Detected : 3 Time Elapsed : 00:00:00

Spróbujmy teraz pokrótce przeanalizować popełnione błędy. Pierwszy błąd wykryty w raporcie to: Hole Size Constraint, polegający na tym, że użyto w projekcie otworu w przelotce lub polu lutowniczym o średnicy przekraczającej dopuszczalny zakres zdefiniowany w regule (0,0254...0,254 mm). Natomiast w naszym przypadku w omawianym elemencie DRC wykrył otwór o średnicy 3 mm, co jest znacznym błędem.

168

4. Obsługa programu

Kolejny błąd to Width Constraint, który polega na tym, że DRC znalazł w projekcie ścieżkę o szerokości 4 mm, niemieszczącą się w zdefiniowanym przez regułę zakresie. Zakres ten w naszym przypadku wynosi 0,1...2 mm. Ostatni błąd to Broken-Net Constraint, czyli w dosłownym tłumaczeniu przerwana ścieżka. DRC sygnalizuje, że połączenie pomiędzy elementami: diodą LED1, tranzystorem Q2 oraz diodą LED2 zostało przerwane. 4.3.9.4.

Wizualizacja projektu płytki – Board In 3D Jest to jedno z najbardziej efektownych narzędzi Protela, pozwala bowiem obejrzeć płytkę jeszcze przed jej fizycznym wykonaniem. Aby przejść do wyświetlania płytki w trzech wymiarach, należy z menu View wybrać Board In 3D (rysunek 4.244). Po wykonaniu powyższych czynności po chwili na ekranie tworzy się okno, w którym będziemy mogli oglądać zaprojektowaną płytkę w trzech wymiarach. Również w tym trybie Protel zmienia dostępne narzędzia w menu oraz na pasku narzędziowym. Zauważamy, że menu i paski narzędziowe w tym trybie są bardzo zubożone w porównaniu do edytora schematów czy też płytek drukowanych. Dzieje się tak dlatego, ponieważ ten tryb jest wykorzystywany przez użytkowników tylko i wyłącznie w celu obejrzenia zaprojektowanej przez siebie płytki z różnych stron. W trybie wizualizacji płytki z podstawowego paska narzędziowego PCB3D Standard wykorzystuje się przede wszystkim narzędzia związane z dopasowywaniem wielkości podglądu płytki oraz przyciski odpowiedzialne za przesuwanie widoku płytki po ekranie (rysunek 4.245). Oprócz tego należy również wspomnieć, że w tym trybie bardzo jest przydatny panel programu PCB3D, który w górnej swej części w dziale Browse Net wyświetla aktywne połączenia na płytce, w dziale Display – możemy określić, które elementy płytki mają być widoczne w trybie wizualizacji. Natomiast dział Presentation – jest odpowiedzialny za tryb wyświetlania płytki w 3D (rysunek 4.246). Warte uwagi w panelu PCB3D jest też okienko, w którym widać podgląd płytki. Przydatne jest ono do oglądania płytki z różnych stron. Po najechaniu na niego kursorem naciskamy lewy przycisk myszki, po czym nie zwalniając go, przesuwamy kursor w dowolną stronę okienka. Po zwolnieniu przycisku myszki płytka zostanie obrócona o dowolny kąt oraz w dowolnym kierunku.

Rys. 4.244. Sposób przejścia do trybu wizualizacji płytki w 3D

Rys. 4.245. Pasek narzędziowy PCB3D Standard

4.3. Edytor płytek drukowanych

169

Rys. 4.247. Wygląd projektowanej płytki przerzutnika

Rys. 4.246. Panel PCB3D

Rys. 4.248. Płytka przerzutnika z zaznaczonymi ścieżkami należącymi do jednego z połączeń

Na rysunku 4.247 przedstawiono wygląd płytki projektowanego przez nas przerzutnika z dwóch stron – od strony elementów oraz od strony ścieżek. Warto w tym momencie wspomnieć, że gdy obrócimy płytkę w taki sposób, aby widoczne były ścieżki, a w panelu PCB3D zaznaczymy wybrane połączenie i naciśniemy przycisk HighLight, wówczas w oknie podglądu zostaną zaznaczone wszystkie ścieżki należące do tego połączenia. Za pomocą przycisku Clear kasujemy zaznaczenie. Na rysunku 4.248 pokazano płytkę z zaznaczonymi ścieżkami przynależnymi do jednego z połączeń. Wizualizacja 3D jest również bardzo efektowna w momencie, gdy chcemy przedstawić bardziej złożone projekty, przykłady – rysunek 4.249.

Rys. 4.249. Wygląd złożonych projektów PCB przedstawionych w trybie wizualizacji płytki

170

4. Obsługa programu

Rys. 4.250. Sposób uruchomianie narzędzia do zarządzania warstwami

4.3.9.5.

Zarządzanie warstwami programu Jednym z ostatnich narzędzi dodatkowych, jakie opisujemy w tym dziale, będzie narzędzie służące do zarządzania warstwami programu. Wykorzystamy je wtedy, gdy będziemy chcieli zmienić domyślne ustawienia programu, dotyczące zmiany kolorystyki projektu. Chcąc je aktywować, należy z menu Design wybrać opcję Board Layers & Colors... (rysunek 4.250). Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie zostaje uruchomione narzędzie, przedstawione na rysunku 4.251. W oknie tym możemy wyróżnić kilka działów, do których zaliczamy przede wszystkim: Signal Layers – warstwy sygnałowe, na których zwykle w programie prowadzi się ścieżki, Internal Planes – warstwy wewnętrzne w projektach wielowarstwowych, Mechanical Layers – warstwy pomocnicze do umieszczania na nich dodatkowych informacji, takich jak opisy, linie wymiarowe płytki itp., Mask Layers – warstwy maskujące, Other Layers – pozostałe warstwy programu.

Rys. 4.251. Uruchomione narzędzie do zarządzania warstwami

171

4.3. Edytor płytek drukowanych a)

b)

c)

Rys. 4.252. Okna do zmiany kolorów systemowych programu

Oprócz działów zawierających dostępne w programie warstwy, w oknie tym można jeszcze wyróżnić dział System Colors, odpowiedzialny za kolor elementów systemowych programu, takich jak: siatki (Visible Grid), otwory (Holes), znaczniki błędów (DRC Error Markers), kolor płytki (Board Area Colors) i inne. W oknie, pokazanym na rysunku 4.251, każda warstwa oraz element posiadają przypisany domyślnie kolor, można go oczywiście zmienić, klikając dwukrotnie myszką w polu koloru wybranego przez siebie elementu. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie pojawi się okno Choose Color, przedstawiono je na rysunku 4.252a; można w nim wybrać interesujący nas kolor i zaakceptować zmiany przyciskiem OK. Jeżeli komuś nie wystarczają podstawowe kolory, program umożliwia również wybór kolorów z większych palet barw, znajdują się one na zakładce Standard (rysunek 4.252b) oraz Custom (rysunek 4.252c). 4.3.10.

Zarządzanie projektami płytek wielowarstwowych Do wykonywania płytek wielowarstwowych jest przeznaczone narzędzie Layer Stack Manager. Ponieważ takie projekty wykonywane są stosunkowo rzadko, nie

Rys. 4.253. Sposób uruchomienia narzędzia do zarządzania płytkami wielowarstwowymi

172

4. Obsługa programu

Rys. 4.254. Wygląd okna narzędzia Layer Stack Manager

będę opisywał szczegółowo możliwości tego narzędzia, skupię się natomiast na ogólnym przedstawieniu jego możliwości i pokazaniu sposobu zarządzania płytkami wielowarstwowymi. Uruchomienie edytora warstw odbywa się poprzez wybór z menu Design opcji Layer Stack Manager... (rysunek 4.253), co spowoduje otwarcie okna o tej samej nazwie (rysunek 4.254). Zanim zajmiemy się tworzeniem kolejnych warstw, warto skupić się na edycji prostej płytki zawierającej tylko dwie warstwy. W oknie tym możemy dokonać edycji wielu ciekawych parametrów płytki. Na przykład chcąc ustawić grubość warstwy miedzianej pokrywającej górną lub dolną powierzchnię płytki, należy w pierwszej kolejności kliknąć na napis Top Layer lub Bottom Layer i nacisnąć przycisk Properties... (rysunek 4.254) albo ewentualnie dwukrotnie kliknąć myszką na którymś z wcześniej opisanych napisów. Otworzy się okno Edit Layer, przedstawione na rysunku 4.255. W oknie tym w polu Copper thickness wpisujemy oczekiwaną wartość. Chcąc natomiast określić parametry powłoki dielektrycznej oddzielającej warstwy przewodzące, należy dwukrotnie kliknąć na napis Core, co spowoduje wyświetle-

Rys. 4.255. Definiowanie grubości warstw miedzi

Rys. 4.256. Wygląd okna edycji parametrów warstwy dielektrycznej

4.3. Edytor płytek drukowanych

173

Rys. 4.257. Przekrój przykładowej płytki wielowarstwowej

nie okna Dielectric Properties, które zamieszczono na rysunku 4.256. W pozycji Material wpisujemy rodzaj materiału dielektrycznego (typu laminatu), w pozycji Thickness – podajemy grubość powłoki, natomiast w polu Dielectric Constant – stałą materiałową tzw. przenikalność dielektryczną. Dodawanie kolejnych warstw sygnałowych, ekranujących i zasilania jest możliwe dzięki przyciskom Add Layer oraz Add Plane. Właściwości każdej z nich określa się tak samo jak powyżej. Po wprowadzeniu kilku dodatkowych warstw wygląd projektu płytki wielowarstwowej w oknie Layer Stack Manager jest tak jak na rysunku 4.257.

Rys. 4.258. Wygląd okna Drill Pair Manager

174

4. Obsługa programu

Rys. 4.259. Wygląd okna do obliczania impedancji

Warte uwagi w tym oknie jest narzędzie Configure Grill Pairs..., za pomocą którego możemy w projektach wielowarstwowych zsynchronizować rozmieszczenie niezbędnych otworów pomiędzy różnymi warstwami. Po uruchomieniu tego narzędzia możemy dodawać (przycisku Add...) i usuwać (przycisk Delete) warstwy, które mają zostać objęte synchronizacją lub też możemy posłużyć się gotowymi schematami Create Pairs From Layer Stack (utwórz parzystość na podstawie warstw płytki) oraz Create Pairs From Used Vias (utwórz parzystość na podstawie przelotek w płytce). Ostatnim narzędziem, które chciałbym opisać, jest kalkulator impedancji. Aktywujemy go poprzez wybór opcji Impedance Calculation... znajdującej się w oknie Layer Stack Manager. Po uruchomieniu go pojawia się na ekranie okno pokazane na rysunku 4.259,

Rys. 4.260. Narzędzie pomocne w definiowaniu wzorów matematycznych

4.3. Edytor płytek drukowanych

175

w którym możemy edytować wzory do obliczenia impedancji oraz wyliczenia odpowiedniej szerokości ścieżki. W obydwu przypadkach pomocny może się okazać tzw. niezbędnik, zawierający w sobie szereg funkcji, operatorów logicznych i stałych możliwych do użycia podczas definiowania wzorów do obliczania impedancji lub szerokości ścieżek. Narzędzie to aktywujemy poprzez naciśnięcie jednego z przycisków Helper... (rysunek 4.260).

4.3.11.

Wydruk widoku płytki drukowanej Narzędzie odpowiadające za drukowanie obrazu płytki jest bogato wyposażone w szereg różnych opcji. Postaramy się przedstawić kilka najciekawszych i najbardziej użytecznych z nich. Chcąc wydrukować płytkę, można z menu File wybrać opcję Print..., jednak nie polecamy w taki sposób przeprowadzać wydruku, gdyż warto przedtem sprawdzić ustawione parametry wydruku i wykonać tzw. podgląd projektowanej płytki. Zgodnie z przedstawioną procedurą, proponujemy w pierwszej kolejności z menu File wybrać opcję Page Setup... (rysunek 4.261). Po wykonaniu wyżej opisanych kroków otwiera się okno Composite Properties, które jest podzielone na kilka zasadniczych działów. Dział Printer Paper – odpowiedzialny jest za wybór rozmiaru papieru oraz jego orientacji (pionowa lub pozioma); Margins – ustalenie szerokości marginesów (pionowych i poziomych); zaznaczenie opcji Center powoduje, że wydruk jest centrowany względem arkusza papieru; Scaling – wybór skali wydruku; gdy wskażemy opcję Fit Document On Page, wówczas wielkość płytki będzie dopasowana do rozmiaru arkusza papieru, wybór opcji Scaled Print – pozwala na zdefiniowanie skali wydruku, osobno dla osi X i Y, czego dokonujemy w dziale Corrections; Color Set – umożliwia wybór palety kolorów wydruku: Mono – czarno-biały, Color – kolorowy, Gray – w odcieniach szarości (rysunek 4.262).

Rys. 4.261. Sposób uruchomienia narzędzia do definiowania właściwości wydruku

Rys. 4.262. Wygląd okna Composite Properties

176

4. Obsługa programu

Rys. 4.263. Wygląd okna Printout Properties

W dolnej części okna Composite Properties, przedstawionego na rysunku 4.262, znajduje się szereg przycisków, omówię więc ich znaczenie. Naciskając przycisk Advanced..., wywołujemy kolejne okno o nazwie PCB Printout Properties, w którym przede wszystkim możemy wybrać warstwy projektu, jakie mają zostać ujęte na wydruku (rysunek 4.263). Ponadto, gdy w powyższym oknie naciśniemy przycisk Preferences..., wówczas przechodzimy do kolejnego okna PCB Print Preferences, w którym możemy w łatwy sposób zoptymalizować wydruk kolorowego projektu w odcieniach szarości np. na drukarce laserowej. Polega to na tym, że możemy każdemu kolorowi użytemu w projekcie przypisać odpowiednik z palety odcieni szarości. Również w dziale Font Substitutions możemy zamienić domyślne czcionki występujące w projekcie

Rys. 4.264. Wygląd okna Print Preferences

4.3. Edytor płytek drukowanych

177

Rys. 4.265. Wygląd okna podglądu wydruku dokumentów PCB

na inne – występujące na arkuszu papieru po wydruku. Dodatkowo możemy zdecydować, czy w procesie wydruku ma zostać ujęta tzw. granica rozmieszczania elementów na płytce Keepout Objects (rysunek 4.264). Wracając do okna Composite Properties (rysunek 4.262), ważne jest przed przeprowadzeniem wydruku wygenerowanie jego podglądu. Dokonujemy tego poprzez na-

Rys. 4.266. Wygląd okna Printer Configuration

178

4. Obsługa programu

ciśnięcie przycisku Preview, po czym na ekranie zostanie wyświetlone kolejne okno Preview Composite Drawing, które pokazano na rysunku 4.265. Podzielone jest ono na dwie części: w lewej dostępne są miniaturki płytek wchodzących w skład projektu, w prawej natomiast podgląd aktywnej płytki. Jeżeli projekt zawierał tylko jeden dokument PCB, wówczas w poniższym oknie jest widoczny jeden dokument. Jeżeli podgląd wydruku spełnia nasze oczekiwania, wówczas możemy przejść już do ostatecznego kroku, którym będzie otwarcie okna wydruku poprzez naciśnięcie przycisku Print... W kolejnym oknie, przedstawionym na rysunku 4.266, mamy możliwość wyboru drukarki, ustawienia jej opcji wydruku i po naciśnięciu przycisku OK uruchamiamy proces wydruku.

5.

Biblioteki

Biblioteki

5

180

5.1.

5. Biblioteki

Wiadomości wstępne Biblioteki znajdujące się w standardowej instalacji Protela DXP 2004 zawierają wiele gotowych elementów, które mogą być wykorzystywane zarówno podczas edycji schematów, jak i płytek drukowanych. Ogromną zmianą, jeśli chodzi o strukturę bibliotek pomiędzy wersjami programu Protel DXP 2004 a Protel 99SE jest to, że w nowszej wersji programu symbol schematowy jest niejako „centrum” zawierającym pełną definicję elementu. Wiadomo, że podstawową reprezentacją każdego elementu jest jego postać graficzna, zwana symbolem schematowym, którą umieszcza się na planszy do rysowania schematów. Poza symbolem schematowym użytkownik może korzystać także z dołączonych do niego informacji, które opisują między innymi obudowę elementu, jego parametry elektryczne (wykorzystywane podczas symulacji) itp. Często też oprócz informacji wizualnych oraz elektrycznych z elementem bibliotecznym skojarzonych może być wiele innych atrybutów. Mogą to być przykładowo parametry elektryczne ważne dla samego projektu. Do takich zaliczyć można moc, tolerancję jakichś parametrów elementu lub też informacje wykorzystywane podczas samej produkcji układu elektronicznego np.: numer magazynowy, numer referencyjny w katalogu dostawcy oraz wiele innych informacji.

!

Należy pamiętać, że z każdym elementem bibliotecznym Protela możemy skojarzyć dowolną liczbę parametrów, zarówno w bibliotece, jak i bezpośrednio na samym schemacie.

Każdy rodzaj elementu może być zdefiniowany w osobnym pliku zawierającym jego opis lub też w samej bibliotece, a każdy z nich ma inny format. Dzięki temu rozwiązaniu dysponujemy wieloma zróżnicowanymi formatami modeli, które nie są przechowywane w symbolu schematowym, lecz jedynie są z nim powiązane. Z tego powodu jeden model może być powiązany z wieloma elementami, dla przykładu ten sam model symulacyjny jakiegoś tranzystora, diody półprzewodnikowej itp. może dotyczyć wielu producentów, podobnie ten sam model obudowy może być identyczny dla wielu elementów w projekcie płytki drukowanej. Z pewnością zauważamy, że pojawia się niedogodność polegająca na tym, iż jesteśmy zmuszeni zarządzać wieloma plikami, a w bibliotekach, zawierających znaczną część elementów, z których każdy wykorzystuje wiele modeli, liczba plików może być bardzo duża. Aby rozwiązać ten problem, środowisko Protela DXP 2004 wspomaga tworzenie oraz obsługę tzw. zintegrowanych bibliotek elementów. Biblioteka taka to kompletny i mobilny zarazem zbiór symboli schematowych, obudów elementów, modeli symulacyjnych oraz modeli analizy sygnałowej. Postaram się teraz krok po kroku opisać, jak obsługiwać najpopularniejsze typy bibliotek, w jaki sposób edytować istniejące elementy biblioteczne oraz jak wygląda procedura tworzenia nowych elementów.

5.2. Przegląd dostępnych bibliotek w programie

5.2.

181

Przegląd dostępnych bibliotek w programie Skoro zapoznaliśmy się już z wiadomościami wstępnymi na temat bibliotek Protela, przedstawię teraz, w jaki sposób można otworzyć daną bibliotekę oraz zapoznać się z elementami znajdującymi wewnątrz niej.

5.2.1.

Biblioteki schematowe Pierwszy rodzaj bibliotek to biblioteki schematowe, które wykorzystaliśmy już podczas rysowania schematów. Chcąc otworzyć dowolną bibliotekę, należy w głównym oknie programu wybrać z menu File polecenie Open lub też na pasku narzędziowym kliknąć przycisk . Można także skorzystać ze skrótu klawiszowego Ctrl+O (rysunek 5.1).

Rys. 5.1. Sposób otwarcia pliku bibliotecznego

Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie pojawi się okno Choose Document to Open. W nim odszukujemy w ścieżce, w której został zainstalowany Protel, folder o nazwie Library, przeznaczony do przechowywania wszystkich bibliotek (rysunek 5.2). Chcąc ograniczyć kryteria przeszukiwania bibliotek, warto skorzystać z filtru i rozwijając listę w polu Pliki typu, zaznaczyć Schematic library (*.schlib; *.lib), jak przedstawiono to na rysunku 5.3.

Rys. 5.2. Wygląd okna do otwierania dokumentów

182

5. Biblioteki

Rys. 5.3. Wybór tylko bibliotek schematowych

!

Po wykonaniu podanych czynności może się okazać, że w nowo zainstalowanej wersji programu Protel DXP 2004 nie znajdziemy zbyt wielu ciekawych bibliotek tego typu. W związku z tym proponuję najpierw wykonać czynności opisane w rozdziale Biblioteki zintegrowane, po czym powrócić do lektury bieżącego rozdziału.

Rys. 5.4. Wygląd okna przedstawiający otwartą bibliotekę z elementami schematowymi

183

5.2. Przegląd dostępnych bibliotek w programie a) źródło napięcia stałego

d) segment wyswietlacza LED

b) dioda Zenera

c) cewka z rdzeniem

e) układ Darlingtona

f) przekaźnik

Rys. 5.5. Przykładowe elementy znajdujące się w bibliotece Miscellaneous Devices.schlib

Po wykonaniu opisanych czynności odnajdujemy w folderze ..Library\Miscellaneous Devices wydobytą z biblioteki zintegrowanej bibliotekę schematową o nazwie Miscellaneous Devices.Schlib, po czym naciskamy przycisk Otwórz. Po chwili w głównym oknie programu widzimy nowe okno, w którym po lewej części widnieje panel SCH Library, a po prawej podgląd pierwszego elementu znajdującego się w bibliotece. Może się okazać, że panel SCH Library jest niewidoczny, wówczas należy go aktywować, wybierając z menu View>Workspace Panels>SCH>SCH Library. Gdy będziemy przewijać listę elementów znajdujących się w bibliotece w panelu SCH Library, możemy stwierdzić, że znajdują się w niej podstawowe elementy wykorzystywane podczas rysowania schematów elektrycznych, które przedstawiono na rysunku 5.5.

5.2.2.

Biblioteki PCB Drugim rodzajem bibliotek stosowanych w Protelu są biblioteki PCB zawierające informacje na temat kształtu, rozmiaru oraz sposobu wykonania i rozmieszczenia wyprowadzeń danego elementu. Jak zapewne się domyślasz, są one pomocne przy wykonywaniu płytek drukowanych, przechowywane są one również w tej samej ścieżce co biblioteki schematowe, z tą różnicą, że w podfolderze PCB widać to na rysunku 5.6. Wczytanie dowolnej biblioteki odbywa się w analogiczny sposób, jak opisałem to wyżej; przechodzimy do folderu PCB i odszukujemy przykładowo bibliotekę Miscellaneous Connector PCB, zawierającą informacje na temat wtyków, złączy i innych elementów tego typu. Po chwili na ekranie pokaże się nowe okno, wyświet– lające pierwszy element zawarty w tej bibliotece, widać to na rysunku 5.7. Warty uwagi jest fakt, że tym razem został aktywowany inny panel systemowy, którym jest PCB Library, za jego pomocą możemy przeglądać elementy zawarte w bibliotece PCB, sprawdzać, z jakich komponentów się one składają, a także zobaczyć miniaturowy podgląd.

184

5. Biblioteki

Rys. 5.6. Wygląd okna z listą dostępnych bibliotek typu PCB

Na rysunku 5.8 przedstawiono przykładowe złącza i gniazda wtykowe zawarte w bibliotece Miscellaneous Connector PCB.

5.2.3.

Biblioteki 3D Kolejnym rodzajem bibliotek, które można spotkać w Protelu, to biblioteki 3D, wykorzystywane podczas generowania widoków trójwymiarowych projektowanych

Rys. 5.7. Wygląd okna przedstawiający otwartą bibliotekę z elementami PCB

185

5.2. Przegląd dostępnych bibliotek w programie a)

c)

b)

d)

e)

Rys. 5.8. Przykładowe elementy znajdujące się w bibliotece Miscellaneous Connector PCB

układów drukowanych podczas procesu wizualizacji. Biblioteki tego typu domyślnie przechowywane są w folderze PCB3D. Wczytanie dowolnej biblioteki tego typu odbywa się przez analogię do wcześniej opisanych przypadków. Chcąc się przyjrzeć elementom zawartym w tej bibliotece, wystarczy wczytać plik o nazwie Default.PCB3DLib, w którym możemy znaleźć między innymi elementy pokazane na rysunku 5.10.

5.2.4.

Biblioteki zintegrowane Ostatnią odmianą bibliotek są biblioteki zintegrowane, o których już wspominałem na początku rozdziału. Załóżmy, że będziemy chcieli otworzyć bibliotekę zawie-

Rys. 5.9. Wygląd okna przedstawiający otwartą bibliotekę z elementami 3D

186

5. Biblioteki a)

c)

b)

d)

Rys. 5.10. Przykładowe elementy znajdujące się w bibliotece Default.PCB3DLib

rającą cały pakiet informacji o danym elemencie. W tym celu proponuję otworzyć bibliotekę Simulation Sources.IntLib znajdującą się w folderze ..\Library\Simulation lub Miscelleaneus Devices będącą w głównym folderze bibliotek programu, czyli ..Library. Jednak podczas otwierania biblioteki tego typu na ekranie zostanie wyświetlone kolejne okno, w którym zostaniemy zapytani: Do you wish to extract the

Rys. 5.11. Okno potwierdzające rozpakowanie biblioteki źródłowej ze zintegrowanej

Rys. 5.12. Wygląd okna przedstawiający otwartą bibliotekę zintegrowaną

187

5.3. Edytor bibliotek schematów a)

b)

d)

c)

e)

Rys. 5.13. Przykładowe elementy znajdujące się w bibliotece Simulation Sources.SchLib

source libraries from his Integrated Library? (Co dosłownie znaczy: Czy chcesz rozpakować bibliotekę źródłową z biblioteki zintegrowanej?). Odpowiadamy na to pytanie twierdząco, naciskając przycisk Yes (rysunek 5.11). Po wykonaniu tej czynności w folderze bibliotek programu zostaną rozpakowane wszystkie pliki biblioteczne wchodzące w skład biblioteki zintegrowanej. Wówczas odszukując nazwę danego folderu, możemy do niego wejść i otworzyć z niego jedną z bibliotek. Ponieważ obiekty wchodzące w skład biblioteki Miscelleaneous Devices przedstawiłem już wcześniej, więc tutaj pokażę elementy zawierające się w bibliotece Simulation Sources. Po jej otwarciu na ekranie domyślnie zostaje wyświetlony pierwszy element wchodzący w jej skład (rysunek 5.12). Przeglądając zawartość biblioteki Simulation Sources.SchLib, zauważamy w niej różne źródła napięć, wykorzystywane najczęściej podczas symulacji układów elektronicznych (rysunek 5.13).

5.3.

Edytor bibliotek schematów Podczas rysowania schematu elektrycznego przerzutnika korzystaliśmy wyłącznie z zasobów biblioteki Miscellaneous Devices.SchLib. Ponieważ projektowane przez nas urządzenie było bardzo proste i wszystkie niezbędne elementy znajdowały się w tej bibliotece, nie występowała konieczność szukania elementów w innych bibliotekach. Niestety praca oparta wyłącznie na jednej bibliotece nie jest możliwa, dlatego prędzej czy później każdy użytkownik Protela stanie przed koniecznością stworzenia własnych elementów lub biblioteki zawierającej najczęściej stosowane elementy. Może też okazać się konieczne usunięcie niektórych elementów z bibliotek lub też ich zmodyfikowanie i dostosowanie do naszych potrzeb.

5.3.1.

Obsługa edytora bibliotek schematów Organizacja ekranu edytora bibliotek jest bardzo podobna do stosowanej w pozostałych modułach. W jego prawej części znajduje się okno podglądu i edycji wybranego elementu, co pokazano na rysunku 5.12, natomiast po lewej stronie przy domyślnych ustawieniach programu widoczny jest panel SCH Library, który przedstawiono na rysunku 5.14.

188

5. Biblioteki

Rys. 5.14. Wygląd panelu SCH Library

5.3.2.

Możemy się teraz nieco dokładniej przyjrzeć temu panelowi. W pierwszej części okna jest wyświetlana lista elementów znajdujących się w bibliotece. Za pomocą suwaka lub klawiszy kursora można przewijać listę elementów i nawigować po elementach wchodzących w jej skład. Mamy tu do dyspozycji przyciski: Place – umieszczanie wybranego elementu na planszy w otwartym dokumencie edytora schematów (jeżeli żaden dokument tego typu nie jest otwarty, wówczas automatycznie jest tworzony nowy); Add – dodawanie nowego elementu do biblioteki; Delete – usuwanie wskazanego elementu z biblioteki; Edit – edytowanie elementu z biblioteki. Warto też zwrócić uwagę na część tego panelu, w którym widnieją wszystkie wyprowadzenia wskazanego elementu. Na przykład dla tranzystora bipolarnego są trzy: E – Emiter; B – Baza; C – Kolektor. Oczywiście przyciski w tej części okna mają podobne znaczenie jak opisano to powyżej. Ostatnia część tego panelu pokazuje, z jakimi innymi modelami jest powiązany dany element biblioteczny, mogą to np. być modele symulacyjne – zawierające szczegółowe informacje na temat parametrów elektrycznych danego elementu, modele typu Footprint – odwzorowujące wygląd, rozmiar i rozstaw nóżek danego elementu na płytce drukowanej itp. Oczywiście znaczenie przycisków w tej części okna jest identyczne z wcześniej opisanymi.

Menu i paski narzędziowe Po krótkim wprowadzeniu do modułu Schematic Library omówimy większość funkcji dostępnych w menu oraz umieszczonych w paskach narzędziowych. Warto się z tym zapoznać przed kontynuacją dalszych ćwiczeń związanych z edycją i tworzeniem nowych bibliotek. Co prawda menu tego modułu nie jest aż tak bardzo rozbudowane jak w przypadku edytora schematów i PCB, jednak z pewnością można tu znaleźć wiele ciekawych i przydatnych narzędzi: – File – znajdują się w nim funkcje dostępne w tego typu menu, związane z otwieraniem, zapisem dokumentów, importem oraz eksportem danych, a także opcje związane z ustawianiem parametrów wydruku; – Edit – obejmuje różnorodne narzędzia związane z edytowaniem oraz ustawianiem podstawowych funkcji komponentów bibliotecznych; – View – zapewnia dostęp do opcji związanych ze sposobem wyświetlania edytowanych elementów na ekranie monitora. Za jego pomocą możemy także wyświetlić bądź ukryć paski narzędziowe lub okna; – Project – zawiera szereg narzędzi wspomagających pracę z projektem: • Compile Document – uruchamia proces weryfikacji poprawności wykonania dokumentu bibliotecznego,

5.3. Edytor bibliotek schematów

189

• Design Workspace – zawiera narzędzia niezbędne do zarządzania obszarem roboczym, • Show Differences – narzędzie odpowiedzialne za porównywanie ze sobą dokumentów wchodzących w skład projektu, • Project Options – umożliwia dostęp do opcji projektu; – Place – w tej części menu znajduje się szereg poleceń związanych z umieszczaniem na planszy różnych symboli oraz obiektów graficznych, takich jak linie, okręgi, wielokąty, krzywe i inne; – Tools – w tej części menu mieści się wiele użytecznych narzędzi: • New Component – tworzenie nowego elementu w bibliotece, • Remove Component – usuwanie wskazanego elementu z biblioteki, • Remove Duplicates... – usuwanie dublujących się elementów w bibliotece, • Rename Componet... – zmiana nazwy edytowanego elementu, • Copy Component... – kopiowanie elementu, • Move Component... – wycinanie elementu, • New Part – tworzenie kolejnego podzespołu edytowanego elementu, • Remove Part – usuwanie podzespołu wybranego elementu, • Mode – dodatkowe tryby wyświetlania elementu: ♦ Previous/Next – przełącza pomiędzy różnymi symbolami przypisanymi do danego elementu, ♦ Add/Remove – tworzenie nowego/usuwanie symbolu dla edytowanego elementu, ♦ Normal/Alternate – przełączanie pomiędzy standardowym lub alternatywnym symbolem przypisanym danemu elementowi, • Goto – opcje związane z poruszaniem się po bibliotece: ♦ Next/Previous Part – przejście do następnego/poprzedniego podzespołu edytowanego elementu, ♦ First/Last Component – przejście do pierwszego/ostatniego elementu w bibliotece, ♦ Previous/Next Component – przejście do następnego/poprzedniego elementu w bibliotece, • Find Component... – wyszukiwanie elementu w bibliotece, • Component Properties... – wyświetlanie właściwości edytowanego elementu, • Parametr Manager – uruchamianie edytora parametrów, • Update Schematic – aktualizacja schematu po zmodyfikowaniu elementów w bibliotece, • Document Options... – narzędzie do edytowania obszaru roboczego edytora bibliotek, • Schematic Preferences... – narzędzie konfiguracji edytora bibliotek; – Reports – sporządza raporty na temat: • Component – edytowanego elementu, • Library – biblioteki, • Component Rule Check... – sprawdzenia poprawności reguł tworzenia elementu;

190

5. Biblioteki

– Window – określa sposób wyświetlania aktywnych okien w projekcie; – Help – dostęp do plików pomocy programu. Zapoznaliśmy się z wieloma przydatnymi funkcjami, które kryje menu programu. Warto teraz przyjrzeć się przez chwilę paskom narzędziowym, dostępnym w module Schematic Library. Pierwszy pasek to Sch Lib Standard – jak się łatwo domyślić, zawiera wszystkie niezbędne narzędzia do standardowych prac wykonywanych podczas tworzenia nowych i zarządzania istniejącymi bibliotekami. W jego skład wchodzą przyciski odpowiedzialne za tworzenie, otwieranie i zapisywanie dokumentów, spotykamy też takie, które pozwolą nam przeprowadzić podgląd oraz sam proces wydruku. Za pomocą narzędzi Zoom In oraz Zoom Out możemy w łatwy sposób dostosowywać rozmiar bieżącego widoku. Kolejne przyciski odpowiadają za edycję, czyli wycinanie, kopiowanie i wklejanie zaznaczonych wcześniej obiektów, za pomocą narzędzi z następnego działu tego paska. Pozostałe przyciski Undo i Redo służą do cofania ostatnio wykonanej czynności oraz do ponownego wykonania czynności, która została cofnięta (rysunek 5.15).

Rys. 5.15. Wygląd paska narzędziowego Sch Lib Standard

Kolejny pasek narzędziowy, na który warto zwrócić szczególną uwagę, to pasek o nazwie Utilities, gdyż kryje on w sobie szereg narzędzi niezbędnych do narysowania bądź edycji jakiegoś elementu bibliotecznego (rysunek 5.16). Pierwszy przycisk tego paska zawiera gotowy pakiet symboli elektronicznych, umieszczonych w czterech wierszach (rysunek 5.17). Znaczenie poszczególnych symboli jest następujące: – Rząd pierwszy – punkt, kierunek przepływu sygnału prądowego lub napięciowego, sygnał zegarowy, wejście z aktywnym stanem niskim, wejście sygnału analogowego, brak połączenia logicznego, wyjście sygnału opóźnionego. – Rząd drugi – wyjście typu: otwarty kolektor, stan wysokiej impedancji, prąd o dużym natężeniu, impuls, opóźnienie, grupa linii, grupa binarna. – Rząd trzeci – wejście aktywne w stanie niskim, litera pi, większe równe, wyjście z podciąganiem w kolektorze, wyjście typu otwarty emiter, wyjście z podciąganiem w emiterze, wejście cyfrowe. – Rząd czwarty – inwerter, wejście-wyjście, przesuw w lewo, mniejsze równe, litera sigma, przerzutnik Schmitta, przesuw w prawo.

Rys. 5.16. Wygląd paska narzędziowego Utilities

Rys. 5.17. Rozwinięta grupa symboli elektronicznych

191

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.19. Wygląd paska narzędziowego Mode

Rys. 5.18. Rozwinięta grupa narzędzi wspomagających rysowanie

Rys. 5.20. Rozwinięta grupa

Po naciśnięciu drugiego przycisku z tego paska jest rozwijana lista z niezbędnymi narzędziami do rysowania, na której wyróżnić możemy przede wszystkim: linię, krzywą, elipsę, okrąg, wielokąty, tekst, tworzenie nowego elementu, dodawanie kolejnej części edytowanego elementu, kwadraty i prostokąty (standardowe oraz z zaokrąglonymi narożnikami), koła bądź elipsy, import plików graficznych, wstawianie matrycy elementów i dodawanie wyprowadzeń (rysunek 5.18). Ostatni pasek narzędziowy to pasek o nazwie Mode, odpowiedzialny on jest za zarządzanie widokami elementów, gdyż niejednokrotnie się zdarza, że informacje zgromadzone w bibliotece na temat danego elementu zawierają dane o kilku różnych jego widokach (rysunek 5.19). Za pomocą przycisku Mode możemy rozwinąć listę dostępnych widoków przypisanych danemu elementowi (przykładem może tu być symbol rezystora). Za pomocą przycisków „+” i „–” dodajemy nowy lub usuwamy istniejący widok danego elementu. Natomiast przyciskami „→” oraz „←” przełączamy widoki przypisane do danego elementu.

5.3.3.

Edycja istniejących bibliotek Często duża liczba elementów znajdujących się w bibliotekach programu powoduje, że podczas pracy z programem mamy utrudnione wyszukanie interesującego nas elementu. Dość szybko okaże się także, że standardowa biblioteka Miscellaneous Devices nie zawiera wszystkich potrzebnych elementów lub też ich kształt jest nieodpowiedni do naszych oczekiwań i należałoby coś w niej zmienić.

5.3.3.1.

Usuwanie zbędnych elementów Zaczniemy od pokazania, w jaki sposób można usunąć zbędne elementy biblioteczne, których nie będziemy wykorzystywać w codziennej pracy. Dla przykładu usuniemy z biblioteki element lampowy Tube 6L6GC. Odszukujemy go na liście elementów wchodzących w skład biblioteki w panelu SCH Library, po czym w oknie podglądu powinien zostać wyświetlony wskazany przez nas element, co widać na rysunku 5.21. Następnie w panelu SCH Library naciskamy przycisk Delete, który spowoduje usunięcie wskazanego elementu.

192

5. Biblioteki

Rys. 5.21. Pentoda wyświetlona w oknie podglądu

Po wykonaniu danych czynności na ekranie zostanie wyświetlone jeszcze okienko Confirm, potwierdzające usunięcie elementu; odpowiadamy twierdząco, naciskając przycisk Yes (rysunek 5.23). Po wykonaniu powyższej czynności element zostanie usunięty z biblioteki. W programie można jeszcze usuwać elementy innymi sposobami: klikając na nazwie elementu w panelu SCH Library prawym przyciskiem myszy i wybierając z menu kontekstowego opcję Delete lub też po wskazaniu nazwy elementu z menu Tools, wybieramy Remove Componen (rysunek 5.24).

!

Może się okazać, że przez pomyłkę usunęliśmy ważny element lub po prostu chcemy cofnąć ostatnio wykonaną czynność. Nic straconego: możemy wybrać z menu Edit>Undo, co spowoduje przywrócenie elementu do biblioteki.

Rys. 5.22. Sposób usunięcia wskazanego elementu z biblioteki

Rys. 5.23. Okno potwierdzające usunięcie elementu z biblioteki

193

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.24. Sposób usuwania elementów bibliotecznych

5.3.3.2.

Modyfikowanie kształtu istniejących elementów Teraz omówimy edycję elementów znajdujących się w bibliotece. Zmian tego typu może być bardzo dużo, co zależy przede wszystkim od przeznaczenia danego elementu, gustu samego projektanta oraz potrzeb w danej chwili. Pokażemy jedynie te podstawowe, które pozwolą na zmianę kształtu symbolu graficznego, dodawanie dodatkowych informacji, wyprowadzeń itp. Zmodyfikujemy na przykład domyślne ustawienia elementu bibliotecznego o nazwie BRIDGE1. Po wskazaniu go myszką zostaje on wyświetlony w prawej części ekranu. Widzimy, że jest to standardowy mostek Graetza, tworzą go cztery połączone ze sobą diody prostownicze, co przedstawiono na rysunku 5.25. Załóżmy, że chcemy na naszym schemacie mieć diody, których symbol nie jest wypełniony trójkątem. Wprowadzenie zmiany kształtu elementu jest możliwe po dwukrotnym kliknięciu myszą na jego fragmencie poddawanym edycji. Tak więc dwukrotnie klikamy myszką na dowolnym wypełnionym trójkącie, po czym otwiera się okienko dialogowe Polygon, w którym usuwamy znacznik widniejący przy opcji Draw Solid (rysunek 5.26). Akceptujemy wprowadzoną zmianę przyciskiem OK, a po wykonaniu powyższej czynności mostek powinien wyglądać jak na rysunku 5.27a Z pewnością zauważymy, że zabieg ten nie przyniósł oczekiwanych przez nas zmian, gdyż co prawda trójkąt nie ma już wypełnienia, ale widoczna jest przechodząca przez niego ciągła linia. Stało się tak, ponieważ przewód łączący diody mostka przechodzi pod każdą z diod, co powoduje w tym przypadku negatywny efekt. W związku z tym zastosujemy inny zabieg, który wyeliminuje ten defekt. Ponownie wywołujemy okno Polygon, po czym przywracamy znacznik przy opcji Draw Solid i klikając w polu Fill Color, definiujemy biały kolor tła, co dało efekt pokazany na

Rys. 5.25. Oryginalny wygląd mostka Graetza

Rys. 5.26. Wygląd okna ustawień obiektu Polygon

194

5. Biblioteki a)

b)

c)

Rys. 5.27. Etapy modyfikowania mostka Graetza

rysunku 5.27b. Można teraz powiedzieć, że czynność ta przyniosła oczekiwany przez nas rezultat. Gdy powtórzymy tę czynność dla pozostałych diod, uzyskamy efekt, który przedstawiono na rysunku 5.27c.

!

Pamiętamy zapewne z edytora schematów, że wielokrotnie powtarzające się czynności możemy przeprowadzić z wykorzystaniem panelu Inspector. Dla przypomnienia przedstawimy poniżej skrótowo, w jaki sposób to narzędzie można wykorzystać do grupowej zmiany kształtu kilku elementów.

W pierwszej kolejności uruchamiamy panel Inspector poprzez wywołanie z menu View>Workspace Panel>SCH>Inspector, po czym na ekranie pojawi się pusty panel Inspectora, co widać na rysunku 5.28a. Następnie zaznaczamy w mostku Graetza wszystkie wypełnione trójkąty, po wykonaniu tej czynności okno Inspectora zmienia swoją zawartość i wygląda jak na rysunku 5.28b. Następnie klikamy w polu Fill Color i z listy dostępnych kolorów wybieramy biały, po czym wygląd naszego elementu powinien być jak na rysunku 5.27c. Załóżmy, że wygląd mostka z rysunku 5.27c uznamy za wystarczający, jednak praca z elementem bibliotecznym mającym zbyt długie wyprowadzenia może się okazać niewygodna ze względu na niedopasowanie rozmiaru do wolnej przestrzeni na schemacie. W związku z tym pokażemy, w jaki sposób można zmienić długość jednego lub kilku wyprowadzeń. Zmiany opisanej wyżej można dokonać, wywołując okno Pin Properties, które przedstawiono na rysunku 5.30. Można to zrobić na dwa sposoby. Pierwszy z nich polega na odszukaniu w panelu SCH Library działu odpowiedzialnego za wyświet– a)

b)

c)

Rys. 5.28. Zawartość panelu Inspector podczas czynności wielokrotnej modyfikacji elementów

5.3. Edytor bibliotek schematów

195

Rys. 5.29. Fragment panelu SCH Library wyświetlający wyprowadzenia danego elementu

lanie wyprowadzeń elementów, co pokazano na rysunku 5.29. Po naciśnięciu przycisku Edit otwieramy okno, w którym możemy zmieniać ustawienia wyprowadzeń. Druga metoda pozwalająca wywołać to samo okno polega na dwukrotnym kliknięciu myszką na jednym z wyprowadzeń elementu na schemacie. Chcąc skrócić długość wyprowadzeń, należy przede wszystkim odszukać w powyższym oknie dział Graphical i w polu Length ustawić długość wyprowadzenia na 10, tak jak przedstawiono na rysunku 5.31. Przyciskiem OK akceptujemy wprowadzone zmiany. Procedurę tę powtarzamy dla pozostałych wyprowadzeń lub też wykorzystujemy do tego celu panel Inspector. Na rysunku 5.32 przedstawia wygląd edytowanego przez nas elementu po wykonaniu powyższych czynności.

Rys. 5.30. Wygląd okna do zmiany ustawień wyprowadzeń danego elementu

196

5. Biblioteki

Rys. 5.31. Zmiana domyślnej długości wyprowadzenia elementu bibliotecznego

Rys. 5.32. Mostek Graetza po skróceniu wszystkich wyprowadzeń

Można by jeszcze wprowadzić jedną modyfikację, polegającą na dodaniu opisu do każdego wyprowadzenia, w celu łatwiejszej identyfikacji. Czynności te wykonujemy również w oknie Pin Properties, wpisując w polu Designator interesujący nas opis oraz przy tym polu zaznaczając opcję Visible, jak pokazano na rysunku 5.33. Czynność tę wykonujemy dla każdego z wyprowadzeń mostka, pamiętając o zastosowaniu poprawnych symboli wejść zmiennoprądowych oraz wyjść stałoprądowych. Efekt finalny zmodyfikowanego mostka pokazano na rysunku 5.34c.

!

Ponieważ wprowadzane zmiany opisów danych wyprowadzeń różnią się od siebie, więc do tej procedury nie możemy wykorzystać panelu Inspector.

Zauważamy też, że wprowadzone przez nas zmiany widoczne są w panelu Sch Library, co obrazuje rysunek 5.35. Załóżmy, że wygląd edytowanego moska Graetza uznamy za wystarczająco poprawny. Teraz z kolei zajmiemy się edycją parametrów graficznych odpowiedzialnych za wygląd edytowanego elementu. Do celów demonstracyjnych posłużymy się elementem bibliotecznym o nazwie Motor; po wskazaniu go myszką w prawej części ekranu powinien wyświetlić się obiekt pokazany na rysunku 5.36a. Już na pierwszy rzut oka można zauważyć, że średnica symbolu silnika wynosi 20 jednostek. Spróbujmy teraz wykonać porównanie. Odszukajmy w bibliotece grupę tranzystorów unipolarnych typu MOSFET i wskażmy pierwszy z listy, czyli w prawej części ekranu powinien się pojawić podgląd elementu o nazwie MOSFET-2GN, przedstawiony na rysunku 5.36b. Z pewnością szybko zauważymy różnicę w wielkości okręgów

Rys. 5.33. Sposób wprowadzenia opisu do danego wyprowadzenia

197

5.3. Edytor bibliotek schematów a)

b)

c)

Rys. 5.34. Sposób wprowadzania opisów dla kolejnych wyprowadzeń elementu

porównywanych z sobą elementów. Średnica okręgu tranzystora wynosi aż 40 jednostek, więc jak łatwo policzyć, jest on dwa razy większy od okręgu silnika. Wyobraźmy sobie, że gdyby zaszła potrzeba użycia omawianych elementów bibliotecznych na tym samym schemacie, nie mielibyśmy wówczas zachowanej proporcji rozmiaru, co jest przecież bardzo istotne, jeśli chodzi o estetykę wykonania projektu. Możemy też przeprowadzić drugie porównanie, polegające na przedstawieniu różnic zachodzących na etapie rysowania obydwu okręgów. Kliknijmy więc dwukrotnie myszką okrąg silnika, wywołując tym samym na ekranie okno o nazwie Arc, którego podgląd przedstawiono na rysunku 5.37a. Gdy znów powtórzymy tę czynność dla tranzystora, wówczas na ekranie wyświetli się inne okno, o nazwie Elliptical Arc, pokazane na rysunku 5.37b. Pomimo że obydwa elementy narysowano za pomocą różnych narzędzi, na ekranie wyglądają w ten sam sposób (wykluczając różnice w rozmiarze). Spróbujmy więc teraz przeprowadzić proces ich unifikacji, polegającej na dopasowaniu rozmiarów. Zdecydowanie łatwiej nam będzie dopasować wielkość okręgu silnika do okręgu tranzystora niż na odwrót, do czego z pewnością nie musimy nikogo przekonywać. Do dzieła więc! Przechodzimy do symbolu silnika, wywołujemy okno Arc, w którym odszukujemy parametr Radius (promień) i ustawiamy go na 20 jednostek, co będzie odpowiednikiem średnicy równej 40. Po tej modyfikacji wygląd silnika przedstawiono na rysunku 5.38. Okrąg przyjął już prawidłowy rozmiar, lecz musimy jeszcze popracować nad samymi wyprowadzeniami, które należy przenieść w odpowiednie miejsce oraz nieco skrócić. a)

Rys. 5.35. Wprowadzone opisy wyprowadzeń mostka

b)

Rys. 5.36. Symbol silnika i tranzystora typu MOSFET

198

5. Biblioteki

a)

b)

Rys. 5.37. Wygląd okien Arc oraz Elliptical Arc

Chcąc przenieść dany element na planszy, należy go uchwycić poprzez wciśnięcie lewego przycisku myszy i przesunąć w nowe miejsce planszy. Skrócenie wyprowadzeń potrafimy już wykonać, co już opisałem. Po zastosowaniu odpowiednich zmian, symbol silnika wygląda jak na rysunku 5.38b. a)

b)

Rys. 5.38. Wygląd silnika w trakcie jego modyfikacji

Można by jeszcze polemizować na temat wielkości symbolu M w stosunku do nowego rozmiaru okręgu – jest nieco za mały. W związku z tym klikamy na nim dwukrotnie, po czym na ekranie wywołane zostanie okno Annotation, w którym naciskamy przycisk Change..., powodując tym samym przejście do kolejnego działu, w którym będziemy mogli zmienić rozmiar lub nawet krój czcionki (rysunek 5.39). Po wykonaniu wyżej opisanych czynności na ekranie pojawia się systemowe okienko Czcionka, w którym proponujemy dokonać zmiany rozmiaru czcionki z 12 na 16. Krój pozostawiamy ten sam (rysunek 5.40). Po zaktualizowaniu rozmiaru czcionki wygląd symbolu silnika jest taki jak na rysunku 5.41a, na którym łatwo zauważyć, że symbol nie jest dokładnie wycentrowany względem okręgu, wówczas wystarczy uchwycić go myszką i przenieść w odpowiednie miejsce, po czym efekt powinien być zbliżony do pokazanego na rysunku 5.41b.

!

Jeżeli podczas jakichkolwiek działań związanych z edycją precyzyjnych parametrów danego elementu okaże się, że Protel nie chce pozycjonować danego obiektu we wskazanym miejscu, najprawdopodobniej trzeba będzie dostosować ustawienia siatki programu.

199

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.39. Wygląd okna Annotation

Rys. 5.40. Zmiana domyślnego rozmiaru czcionki

Chcąc dostosować rozmiar siatki w edytorze bibliotek do swoich potrzeb, należy z menu Tools wybrać Document Options..., jak przedstawiono na rysunku 5.42. Następnie wpisujemy interesujące nas wartości w polu Snap – co odpowiada rzeczywistej siatce programu, natomiast w polu Visible – wartość odpowiedzialną za rozmiar siatki widocznej (rysunek 5.43). Na tym etapie zakończymy opisywanie czynności związanych z modyfikowaniem elementów bibliotecznych. Więcej operacji tego typu poznamy podczas opisu technik tworzenia nowych elementów bibliotecznych. 5.3.3.3.

Przenoszenie elementów pomiędzy bibliotekami Czasami w danej bibliotece znajduje się interesujący nas komponent, którego akurat brakuje w bibliotece używanej przez nas na co dzień. Przedstawimy teraz, w jaki sposób w Protelu można zarządzać elementami bibliotecznymi, aby je przenosić bądź kopiować pomiędzy różnymi bibliotekami.

a)

b)

Rys. 5.41. Proces pozycjonowania tekstu w elemencie bibliotecznym

Rys. 5.42. Sposób uruchomienia narzędzia do definiowania rozmiaru siatki

200

5. Biblioteki

Rys. 5.43. Wygląd okna Library Editor Workspace

Do wykonania tego ćwiczenia będzie nam potrzebna druga biblioteka schematowa, w związku z czym proponuję rozpakować bibliotekę Miscellaneous Connectors. IntLib i po wykonaniu tej czynności z nowo powstałego folderu Miscelleaneous Connectors wczytać plik o nazwie Miscellaneous Connectors.SchLib. Standardowo w oknie edycyjnym programu zostanie wyświetlony pierwszy obiekt znajdujący się w tej bibliotece (rysunek 5.44).

!

Chcąc się przekonać, czy mamy poprawnie otwarte obydwie biblioteki, wystarczy sprawdzić, czy w górnej części okna edycyjnego widnieją dwie zakładki z nazwami bibliotek. Za ich pomocą możemy przełączać się między nimi.

Wyszukajmy teraz element, który chcemy przenieść do poprzednio używanej przez nas biblioteki. Załóżmy, że będzie to element PS2-6PIN, czyli popularne złącze PS/2, stosowany w komputerach (rysunek 5.45). Gdy wybrany element jest już aktywny, tzn. widnieje w oknie edycyjnym programu, można przystąpić do procedury przeniesienia go do innej biblioteki. W tym celu wybieramy z menu Tools>Copy Component... lub też Move Component... (rysunek 5.46).

Rys. 5.44. Pierwszy element znajdujący się w bibliotece Miscellaneous Conectors.SchLib

Rys. 5.45. Element biblioteczny symbolizujący złącze PS/2

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.46. Sposób wyboru narzędzia Copy Component

!

201

Rys. 5.47. Okno Destination Library

Należy pamiętać, że wybór opcji Copy Component spowoduje powielenie elementu do drugiej biblioteki, a Move Component przeniesienie elementu z biblioteki źródłowej do docelowej.

Po wykonaniu jednej z wyżej opisanych czynności na ekranie pojawi się okno Destination Library, w którym wybieramy bibliotekę docelową (Miscellaneous Devices) i zatwierdzamy nasz wybór, naciskając przycisk OK (rysunek 5.47). Po wykonaniu opisanych czynności warto przekonać się, czy dany element został przeniesiony do wskazanej biblioteki. W tym celu przełączamy się do biblioteki Miscellaneous Devices.SchLib i w panelu SCH Library odszukujemy nowy element (rysunek 5.48). Jeżeli widnieje na liście, oznacza to, że procedura przebiegła pomyślnie.

!

Istnieje też inna technika przenoszenia/kopiowania elementów pomiędzy bibliotekami, polegająca na zaznaczeniu wszystkich części składowych elementu (najlepiej z użyciem skrótu klawiszowego Ctrl+A), a następnie skorzystaniu z narzędzia Copy znajdującego się w menu Edit (Ctrl+C). Potem należy się przełączyć do drugiej biblioteki, utworzyć w niej nowy element i użyć funkcji Paste z menu Edit (Ctrl+V). Z procedurą tworzenia nowych elementów zapoznamy się dopiero w kolejnym podrozdziale książki.

Rys. 5.48. Lista elementów bibliotecznych wraz z nowo przeniesionym portem PS/2

202

5.3.4.

5. Biblioteki

Tworzenie nowych bibliotek Sposób zarządzania bibliotekami wykorzystywany w Protelu umożliwia tworzenie nie tylko swoich elementów w istniejących bibliotekach, lecz także tworzenie własnych bibliotek, zawierających elementy przenoszone z innych bibliotek oraz nowe elementy. Z jednej strony, pozwala to utrzymać porządek, z drugiej umożliwia użytkownikowi stosowanie w projektach elementów, których nie ma w standardowych bibliotekach Protela. Zacznijmy więc od utworzenia nowej biblioteki, w tym celu wywołujemy panel Files, w nim odszukujemy dział New, z którego wybieramy Other Document. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie zostanie wyświetlone menu podręczne, a z niego wybieramy Schematic Library Document, co widać na rysunku 5.49. Druga możliwość utworzenia nowej biblioteki w programie Protel polega na wywołaniu z menu File>New>Schematic Library (rysunek 5.50). W obydwu przypadkach na ekranie zostanie otwarty nowy dokument o tymczasowej nazwie SchLib1.SchLib, co pokazano na rysunku 5.51. Można oczywiście (jest nawet wskazane na tym etapie tworzenia nowej biblioteki) nadać temu dokumentowi nazwę poprzez zapisanie pliku biblioteki schematowej na dysku. W tym celu na pasku narzędziowym Sch Lib Standard naciskamy ikonę symbolizującą dyskietkę lub wybieramy z menu File>Save, po czym określamy ścieżkę docelową, gdzie będziemy przechowywać naszą bibliotekę, oraz definiujemy jej nazwę. Wszystko akceptujemy naciśnięciem przycisku OK. Zanim jednak przejdziemy do tworzenia własnych bibliotek, przedstawimy różnorodne biblioteki, jakie można utworzyć za pomocą edytora bibliotek schematowych w programie Protel.

Rys. 5.49. Sposób utworzenia nowej biblioteki za pośrednictwem panelu Files

Rys. 5.50. Sposób utworzenia nowej biblioteki za pomocą menu File

5.3. Edytor bibliotek schematów

203

Rys. 5.51. Okno programu przedstawiające utworzoną nową bibliotekę schematową

5.3.4.1.

Możliwości i zakres tworzenia bibliotek Zademonstrujemy teraz, w jakim zakresie można tworzyć nowe biblioteki, a więc, w jaki sposób przeprowadzić w nich grupowanie elementów składowych, co zdecydowanie zwiększa komfort korzystania z nich. Na przykład można utworzyć następujące grupy bibliotek: – Standardowa – będzie zawierała wszystkie podstawowe elementy spotykane prawie na każdym schemacie elektrycznym (rezystory, kondensatory, cewki itp.); – Elektroniczna – znajdować się w niej będą wszystkie podstawowe elementy elektroniczne (diody, tranzystory, triaki itp.); – Mierniki – będzie kryła w sobie symbole przyrządów pomiarowych (amperomierzy, woltomierzy, liczników energii, watomierzy itp.); – Cyfrowa – zawierająca elementy wykorzystywane w technice cyfrowej (bramki i inne elementy logiczne itp.); – Instalacyjna – obejmująca niezbędne elementy wykorzystywane podczas tworzenia schematu instalacji elektrycznych; – Maszynowa – zawierająca podstawowe symbole silników, prądnic DC i AC oraz transformatorów; – Sieciowa – mieszcząca podstawowe elementy sieci komputerowych (hub, switch, modem, router itp.). Zauważmy, że w nowo tworzonych bibliotekach zastosowano grupowanie elementów zgodnie z ich typami.

204

5. Biblioteki

Rys. 5.52. Przykładowy wygląd elementów wchodzących w skład biblioteki „standardowej”

Rys. 5.53. Przykładowy wygląd elementów wchodzących w skład biblioteki „elektronicznej”

Rys. 5.54. Przykładowy wygląd elementów wchodzących w skład biblioteki przyrządów pomiarowych

Rys. 5.55. Przykładowy wygląd elementów wchodzących w skład biblioteki „cyfrowej”

Rys. 5.56. Przykładowy wygląd elementów wchodzących w skład biblioteki „instalacyjnej”

Rys. 5.57. Przykładowy wygląd elementów wchodzących w skład biblioteki „maszynowej”

5.3. Edytor bibliotek schematów

205

Rys. 5.58. Przykładowy wygląd elementów wchodzących w skład biblioteki „sieciowej”

Jak można zauważyć, edytor schematów Protela jest na tyle uniwersalny, że może być wykorzystywany także do rysowania schematów innych niż elektryczne/elektroniczne. W swojej pracy mogą go wykorzystywać także elektrycy, a nawet projektancie sieci komputerowych.

! 5.3.4.2.

Część spośród wymienionych elementów nie będzie się nadawać do przeprowadzenia symulacji komputerowych, można je wykorzystywać jedynie do rysowania schematów i przygotowywania dokumentacji projektów.

Rysowanie kształtu nowego elementu Przed narysowaniem nowego komponentu proponujemy najpierw skonfigurować planszę, na której będziemy go rysować. W tym celu z menu Tools wybieramy narzędzie Document Options..., po czym na ekranie pojawi się okno Library Editor Workspace, przedstawione na rysunku 5.59. Znajduje się tu kilka użytecznych opcji, lecz szczególną uwagę należy zwrócić na te, które służą do zmiany rozmiaru planszy. Do tworzenia elementów nie jest nam potrzebna plansza o dużych rozmiarach, ponieważ zazwyczaj rysowane elementy mają niewielkie wymiary. Ręczne zdefiniowanie rozmiarów planszy jest możliwe po zaznaczeniu opcji Use Custom Size. Następnie w pola edycji wartości parametrów X oraz Y wpisujemy nowy wymiar planszy. W naszym przykładzie obydwie

Rys. 5.59. Sposób wywołania okna w celu definiowania parametrów planszy do rysowania elementów

206

5. Biblioteki

Rys. 5.60. Okno ustawień parametrów planszy

wartości ustawiamy na 100, po czym zatwierdzamy wprowadzone zmiany, naciskając przycisk OK (rysunek 5.60). W powyższym oknie w dziale Grids mogliśmy oczywiście zdefiniować siatkę dla planszy edycyjnej, jednak ze względu na fakt, że podczas rysowania różnych elementów zachodzi potrzeba częstego zmieniania wartości siatki, przedstawimy inną metodę zmiany jej parametrów. Odszukujemy pasek narzędziowy Utilities z działu Grids wywołujemy Set Snap Grid... (rysunek 5.61). Użycie powyższego narzędzia spowodowało wywołanie okna Choose a snap grid size, w którym definiujemy wartość rzeczywistej siatki planszy. Dla pierwszego elementu, który za chwilę narysujemy, najlepszym rozwiązaniem będzie ustawienie parametru równego 5 jednostek, po czym zatwierdzamy zmiany przyciskiem OK (rysunek 5.62). Po wyprowadzeniu wyżej wprowadzonych zmian wygląd planszy do rysowania elementów bibliotecznych pokazano na rysunku 5.63.

!

Przed narysowaniem pierwszego elementu warto zwrócić uwagę na kompatybilność elementów tworzonych z elementami znajdującymi się w bibliotekach dostarczonych przez producenta programu. Przede wszystkim chodzi tutaj o dopasowanie wymiarów projektowanych elementów do wymiarów pozostałych. Nie ma to co prawda żadnego znaczenia dla elektrycznej jakości projektu, ale może zdecydowanie obniżyć walory estetyczne przygotowywanej dokumentacji.

Rys. 5.61. Sposób uruchomienia narzędzia do definiowania rozmiaru siatki

Rys. 5.62. Okno do definiowania wartości rzeczywistej siatki programu

207

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.63. Okno edycyjne po zmianie parametrów planszy edycyjnej

Rozmiary elementów można dopasować na wiele sposobów, skorzystamy jednak z najprostszego z nich. Otwieramy bibliotekę Miscellaneous Devices i sprawdzamy wymiary jakiegoś elementu, np. rezystora. Stwierdzamy, że jego długość, nie licząc wyprowadzeń, w zależności od rodzaju rezystora wynosi 1,5–3 kratki, co równa się 15–30 jednostek. Pomiar szerokości elementu też pełni ogromną rolę, ponieważ musi być ona proporcjonalna w stosunku do jego długości. Tworzenie własnych elementów proponujemy zacząć od graficznie najprostszego – czyli rezystora. Można to zrobić na wiele sposobów, ale w tym przypadku nie jest istotna metoda, lecz uzyskany efekt końcowy. Aby zilustrować możliwości edytora bibliotek, przedstawimy kilka sposobów uzyskania oczekiwanego wyglądu danego elementu. Ponieważ w naszej nowo tworzonej bibliotece nie ma żadenego elementu, powinniśmy utworzyć nowy, wybierając z menu Tools>New Component, co przedstawiono na rysunku 5.64.

Rys. 5.64. Sposób tworzenia nowego elementu bibliotecznego

Rys. 5.65. Fragment panelu SCH Library z widocznym pustym elementem

208

5. Biblioteki

Rys. 5.66. Definiowanie nazwy nowo tworzonego elementu bibliotecznego

Rys. 5.67. Sposób wyboru narzędzia Line z menu Place

Jednak zapewne każdy Czytelnik zauważył, że podczas tworzenia nowego dokumentu bibliotecznego automatycznie jest tworzony jeden „pusty” element biblioteczny o nazwie Component_1, co można dostrzec w panelu SCH Library w dziale Components. Dlatego też zamiast tworzyć nowy element biblioteczny, można z menu Tools wywołać Rename Component..., co spowoduje zmianę nazwy „pustego” elementu bibliotecznego (rysunek 5.65).

!

Wybór opcji New Component... oraz Rename Component... spowoduje wywołanie niemalże identycznych okien, w których zobligowani będziemy do wpisania nowej nazwy danego elementu. W pierwszym przypadku okno to nazywa się New Component Name, co przedstawiono na rysunku 5.66, w drugim zaś Rename Component.

W oknie, które pokazano na rysunku 5.66, wpisujemy nazwę Rezystor, po czym zatwierdzamy to naciśnięciem przycisku OK. Teraz możemy rozpocząć rysowanie elementu. Do tego celu użyjemy narzędzia Place Line, wywołując go z paska narzędziowego Utilities, lub też możemy skorzystać z menu Place, wybierając z niego Line, co pokazuje rysunek 5.67. Gdy kursor zmieni już swój wygląd, ustawiamy go w miejscu, od którego chcemy zacząć rysowanie kształtu obrysu symbolu rezystora. Klikamy lewym przyciskiem myszki, kierujemy kursor w sąsiedni narożnik, ponownie klikając, i powtarzamy tę czynność dla każdej krawędzi, aż do momentu uzyskania kształtu prostokąta. Po powstaniu pełnego obrysu naciskamy prawy przycisk myszy lub też przycisk ESC, co spowoduje zakończenie rysowania. Poszczególne etapy rysowania rezystora przedstawiono na rysunku 5.68. Zawsze możemy zmienić narysowany przez siebie kształt, przesuwając na planszy dowolny fragment prostokąta lub klikając dwukrotnie na nim myszką, i dokonać zmian w parametrach okienka PolyLine (rysunek 5.69). a)

b)

c)

d)

Rys. 5.68. Kolejne etapy rysowania obrysu symbolu rezystora za pomocą narzędzia Place Line

209

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.69. Wygląd okna edycji linii

Innym sposobem narysowania symbolu rezystora mogłoby być zastosowanie do tego celu narzędzia graficznego, którym jest Place Rectangle, znajdującego się podobnie jak Place Line na pasku narzędziowym Utilities lub w menu programu Place. Po wybraniu tego narzędzia ustawiamy kursor w miejscu pierwszego narożnika, po czym przeciągamy kursor do przeciwległego narożnika, co spowoduje powstanie na planszy prostokąta z żółtym wypełnieniem, jak widać na rysunku 5.70a. Następnie podobnie jak poprzednio naciskamy prawy przycisk myszy lub klawisz ESC. Ze względu na to, że rezystory na schematach nie mają zazwyczaj wypełnienia, musimy to teraz zmienić, klikając dwukrotnie na rezystorze lewym przyciskiem myszy i wywołując w ten sposób okno Rectangle (rysunek 5.71). W oknie tym usuwamy w pierwszej kolejności wypełnienie prostokąta, kasując zaznaczenie obok opcji Draw Solid, oraz zmieniamy grubość jego krawędzi, wybierając z działu Border Width parametr Small. Możemy jeszcze ewentualnie ustawić kolor krawędzi rezystora na niebieski, klikając lewym przyciskiem myszki w polu Border Color (rysunek 5.71). Po wykonaniu powyższych czynności naciskamy przycisk OK, po czym widzimy nasz rezystor (rysunek 5.70b).

!

Na pierwszy rzut oka rezystor w obydwu przypadkach wygląda identycznie. Dopiero klikając dwukrotnie myszką na jego krawędzi, możemy się dowiedzieć, za pomocą jakiego narzędzia był tworzony, co jednak nie ma żadnego znaczenia podczas wykorzystania go do tworzenia schematu elektrycznego.

Kolejnym etapem tworzenia elementu jest dodanie do niego wyprowadzeń, lecz tym zajmiemy się w następnym podrozdziale. Teraz skupimy się na narysowaniu nieco bardziej skomplikowanych elementów bibliotecznych. Na przykład tym razem narysujemy fotodiodę. Kolejne etapy rysowania tego elementu są następujące: Najpierw wybieramy z paska narzędziowego Utilities narzęa)

b)

Rys. 5.70. Kolejne etapy rysowania obrysu symbolu rezystora za pomocą narzędzia Place Rectangle

210

5. Biblioteki

Rys. 5.71. Wygląd okna Rectangle po wprowadzonych zmianach edycyjnych prostokąta

dzie Place Polygons rysunku 5.72.

lub też wywołujemy z menu Place>Polygon, co widać na

Po wyborze tego narzędzia rysujemy trójkąt, będący główną częścią symbolu fotodiody, naciskając przycisk ESC. Następnie dwukrotnie klikamy na nim lewym przyciskiem myszy, wywołując w ten sposób okno Polygon, w którym ustawiamy grubość krawędzi Border Width na wartość Small oraz wybieramy niebieski kolor wypełnienia (Fill Color – rysunek 5.73). Naciskamy przycisk OK, po czym powinniśmy uzyskać efekt, jak na rysunku 5.74b. Mając już narysowany i wypełniony w odpowiedni sposób trójkąt, dorysowujemy odcinek linii prostej przy prawym wierzchołku trójkąta. Do tego celu wykorzystujemy poznane już wcześniej narzędzie Place Line. Po narysowaniu linii klikamy na niej dwukrotnie i w wyświetlonym oknie zwiększamy jej grubość ze Small na Medium. W tym momencie wygląd naszej fotodiody powinien być zgodny z rysunkiem 5.74d. Pozostało nam jeszcze dorysować dwie strzałki symbolizujące promienie światła padające na element półprzewodnikowy, jednak ze względu na ich małe rozmiary proponuję przed przystąpieniem do rysowania ustawić rozmiar rzeczywistej siatki (Snap Grid) na wartość 1. Do rysowania strzałek wykorzystujemy narzędzie Place

Rys. 5.72. Sposób wyboru narzędzia Polygon

Rys. 5.73. Definiowanie parametrów edycyjnych trójkąta

211

5.3. Edytor bibliotek schematów

a)

b)

c)

d)

e)

f)

Rys. 5.74. Kolejne etapy rysowania fotodiody

Rys. 5.75. Sposób wyboru narzędzia do rysowania okręgów i łuków

Line oraz Place Polygon. Po zakończeniu prac nad tworzeniem fotodiody nasz element powinien być identyczny z tym, z rysunku 5.74f. Ostatnim elementem, który narysujemy od podstaw, będzie bipolarny tranzystor o polaryzacji NPN. Po stworzeniu nowego komponentu rysujemy linię prostą symbolizującą bazę. Powinniśmy jej nadać odpowiednią grubość, następnie dorysować kolejne elementy, czyli elektrody: kolektor i emiter. Na koniec dodajemy obrys wokół tranzystora w postaci okręgu. Jest to najtrudniejsze zadanie podczas rysowania tego elementu. Zaczynamy od wybrania z paska Utilities narzędzia Place Elliptical lub też z menu Place>Elliptical Arc (rysunek 5.75). Arcs Następnie klikamy lewym przyciskiem myszki, wskazując położenie środka okręgu i przesuwając kursor wzdłuż osi poziomej, ustalamy średnicę dla osi X rysowanego okręgu. Powtarzamy tę czynność dla osi Y. Ostatecznie zaznaczamy początek i koniec rysowanego okręgu. W przypadku rysowania pełnego okręgu klikamy myszką dwa razy w tym samym miejscu – tworząc tym samym okrąg 360o. Kolejne etapy rysowania tranzystora pokazano na rysunku 5.76. Chociaż pokazaliśmy tutaj kilka sposobów rysowania elementów, nie jest to jedyna metoda tworzenia elementów bibliotecznych. Nowy element można również utworzyć na podstawie obiektu graficznego, wykonanego za pomocą zewnętrznego programu do edycji grafiki (Paint, CorelDraw, Photoshop itd.). W przykładzie wykorzystano do tego celu plik zapisany w formacie *.bmp, zawierający rysunek symbolizujący jedno z urządzeń używanych w sieciach komputerowych. Chcąc stworzyć nowy element z wykorzystaniem pliku graficznego, należy najpierw go znajdująwygenerować w zewnętrzym programie, po czym użyć narzędzia cego się na pasku Utilities lub też wywołać z menu Place>Graphic... zgodnie z rysunkiem 5.77. a)

b)

d)

e)

c)

Rys. 5.76. Kolejne etapy rysowania tranzystora NPN

Rys. 5.77. Sposób wyboru narzędzia do importowania obiektów graficznych

212

5. Biblioteki

Rys. 5.78. Symbol switcha komputerowego zaimportowanego do biblioteki wprost z pliku graficznego

Rys. 5.79. Samodzielnie utworzone elementy we własnej bibliotece

Po wykonaniu podanych czynności zaznaczamy na planszy miejsce oraz rozmiar importowanego obiektu. Klikamy w miejscu, w którym ma zostać umieszczony obrazek, a następnie przeciągamy wskaźnik myszy i określamy jego wielkość, ponownie klikając. Po wykonaniu tych czynności na ekranie pojawi się okno. W nim będziemy musieli określić lokalizację naszego pliku graficznego, wskazać go i ostatecznie nacisnąć przycisk Otwórz. Na ekranie zostanie wyświetlony obiekt graficzny, któremu trzeba tylko narysować wyprowadzenia i w ten sposób będzie mógł poszerzyć bazę elementów. Na tym etapie kończymy omawianie różnych technik rysowania elementów bibliotecznych. Czytelnik z pewnością poradzi sobie z narysowaniem większości elementów, jeżeli wykonał opisane przykłady, to w jego bibliotece powinny znaleźć się następujące elementy: rezystor, fotodioda, tranzystor NPN i switch, jak przedstawiono na rysunku 5.79. 5.3.4.3.

Tworzenie i pozycjonowanie wyprowadzeń Przedstawiona w poprzednim rozdziale procedura rysowania elementów graficznych miała tylko i wyłącznie doprowadzić do stworzenia symbolu graficznego elementu, natomiast nie miała nic wspólnego z definicją jego parametrów elektrycznych. Jednym z najważniejszych etapów ich definiowania jest odpowiednie rozmieszczenie wyprowadzeń danego elementu. To właśnie od nich będzie zależało w dużej mierze to, jak element zostanie połączony z pozostałymi na schemacie elektrycznym oraz jakiego typu jest jego końcówka (pasywna czy aktywna). Chcąc dodać do elementu wyprowadzenie, należy z paska narzędziowego Utilities wybrać lub też z menu Place>Pin (rysunek 5.80). Gdy wyprowadzenie jest przyczepione do kursora, na jednym z jego końców widzimy krzyżyk, który wskazuje jego zewnętrzny koniec (gorący punkt). Podczas ryso-

Rys. 5.80. Sposób wyboru narzędzia do tworzenia wyprowadzeń elementu

Rys. 5.81. Wygląd wyprowadzenia wraz z widocznym gorącym punktem

213

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.82. Wygląd rezystora po dodaniu wyprowadzeń

wania schematu elektrycznego do tego punktu będzie dołączany przewód łączący wyprowadzenie danego elementu z innymi (rysunek 5.81).

!

Pamiętaj! Końcówkę dołączaną do elementu należy umieścić w taki sposób, aby gorący punkt znajdował się tylko i wyłącznie z zewnętrznej strony elementu.

Po umieszczeniu końcówki na planszy znika gorący punkt, a można go zauważyć tylko podczas przenoszenia wyprowadzenia w inne miejsce. Zmiana położenia i edycja parametrów wyprowadzenia przebiega tak samo jak dla pozostałych obiektów Protela (czyli na przykład: obracanie elementu odbywa się po naciśnięciu klawisza spacji, w momencie gdy wyprowadzenie jest przyczepione do kursora, a szczegółowe ustawienie parametrów odbywa się po dwukrotnym kliknięciu myszką w edytowane wyprowadzenie). Zacznijmy od dodania wyprowadzeń do narysowanego przez nas wcześniej rezystora, cały czas pamiętając o takim usytuowaniu wyprowadzeń, aby ich gorące punkty znajdowały się na zewnątrz. Po umieszczeniu wyprowadzeń powinniśmy uzyskać efekt przedstawiony na rysunku 5.82. Wykonajmy podobne czynności dla pozostałych, wcześniej narysowanych elementów, znajdujących się w naszej własnej bibliotece. Po dorysowaniu wyprowadzeń elementy powinny wyglądać jak widać na rysunku 5.83. Łatwo zauważyć, że na planszy znajdują się informacje, które na schemacie ideowym nie są potrzebne i zaciemniają obraz rysunku. Dlatego zajmiemy się teraz sformatowaniem wyprowadzeń i dostosowaniem ich do naszych potrzeb. 5.3.4.4.

Edycja sposobu wyświetlania i cech wyprowadzeń Przy każdym dodanym wyprowadzeniu znajdują się dwie cyfry, jedna jest nazwą wyprowadzenia, a druga określa jego numer. Ponieważ w takich elementach, jak rea)

b)

c)

Rys. 5.83. Przykładowe elementy biblioteczne po dodaniu wyprowadzeń

214

5. Biblioteki

Rys. 5.84. Ustawienia okna Pin Properties umożliwiające ukrycie nazwy i numeru wyprowadzenia

Rys. 5.85. Wygląd symbolu rezystora po ukryciu opisów wyprowadzeń

zystor, dioda czy tranzystor, wyświetlanie numerów wyprowadzeń nie jest potrzebne, pozbędziemy się teraz tych oznaczeń. Poprzez dwukrotne kliknięcie na danym wyprowadzeniu otwieramy okno pokazane na rysunku 5.30, w którym usuwamy dwa znaczniki w polach Visible przy opcjach Display Name i Designator, jak przedstawiono na rysunku 5.84. Po zaakceptowaniu dokonanych zmian opisy końcówek zostaną ukryte, ale nie usunięte, gdyż są one potrzebne do prawidłowej pracy narzędzia ERC, sporządzania plików raportowych itp. Po tym zabiegu edytowany element powinien wyglądać zgodnie z rysunkiem 5.85.

!

Warto zwrócić uwagę na to, że Protel automatycznie numeruje wyprowadzenia dodawane do edytowanego symbolu. Standardowo numerowanie zaczyna się od „0”, ale w praktyce lepiej jest, aby zaczynało się od „1”.

W tym celu musimy wejść do edycji ustawień wyprowadzenia (poprzez dwukrotne kliknięcie) i w polu Designator wprowadzamy oczekiwaną wartość. Domyślnie w polach Display Name i Designator widnieją takie same cyfry. Jeżeli zachodzi potrzeba, w polu Display Name można wpisać dowolną nazwę wyprowadzenia (rysunek 5.86). Kolejnym parametrem, którego nie można pominąć podczas omawiania właściwości wyprowadzeń, jest ich długość. Protel domyślnie używa długości równej 30

a)

b)

Rys. 5.86. Przykładowy wygląd elementów po wprowadzeniu opisów wyprowadzeń

Rys. 5.87. Przykład negatywnego efektu stosowania wyprowadzeń o zbyt dużej długości

5.3. Edytor bibliotek schematów

215

jednostek. Pozostawienie tej wartości będzie nastręczało nam najczęściej wiele problemów podczas rysowania schematów ideowych. Stosowanie długich końcówek pozbawia nas możliwości ustawienia komponentów blisko siebie, co w dużej mierze wiąże się z za dużą powierzchnią zajmowaną przez schemat, zawierający nieraz tylko kilka elementów. Może to uniemożliwić umieszczenie elementu pomiędzy dwoma innymi, co ilustruje rysunek 5.87. W takim przypadku konieczna jest przeróbka schematu, polegająca na odsunięciu diod prostowniczych od transformatora i przeniesieniu kilku linii połączeniowych. Schemat zawiera niewiele elementów ale już na nim widać, że w razie bardziej rozbudowanych schematów, zabiegi tego typu wiążą się z dodatkową pracą ze strony projektanta. Chcąc uniknąć tego typu utrudnień w przyszłości, należy stosować krótkie wyprowadzenia, nie dłuższe niż 10 jednostek.

!

Nie należy się obawiać, że po skróceniu wyprowadzeń wygląd elementów będzie odbiegał od standardów, bo przecież ciało elementów pozostaje bez zmian.

Zmianę długości wyprowadzenia nowo tworzonego elementu bibliotecznego można uzyskać w ten sam sposób, jaki opisałem na początku tego rozdziału podczas edytowania bibliotek dostarczonych wraz z programem. Klikamy więc dwukrotnie na dowolnym wyprowadzeniu elementu i w wyświetlonym oknie w dziale Graphical zmieniamy wartość parametru Lenth na wartość 10, jak pokazano na rysunku 5.88.

!

Pamiętajmy też, że zmianę długości wyprowadzeń możemy przeprowadzić globalnie, tzn. wszystkich jednocześnie przez wykorzystanie do tego celu panelu Inspector. Zaznaczamy najpierw wszystkie wyprowadzenia, po czym w panelu tym w polu Length wpisujemy odpowiednią wartość (rysunek 5.89).

Rys. 5.88. Definiowanie długości wyprowadzenia elementu

Rys. 5.89. Zmiana długości wszystkich wyprowadzeń elementu za pośrednictwem panelu Inspector

216

5. Biblioteki

Rys. 5.90. Wygląd elementów po skróceniu wyprowadzeń

Po wykonaniu tego zabiegu elementy powinny wyglądać podobnie do pokazanych na rysunku 5.90.

!

Podczas definiowania długości wyprowadzeń należy pamiętać o zasadniczej kwestii, a mianowicie o kończeniu długości wyprowadzeń na przecięciu widocznych linii siatki. Wiąże się to z późniejszym poprawnym łączeniem elementów na planszy schematów. Wyprowadzenia nie muszą mieć tej samej długości, ważne jest, aby były stosunkowo krótkie i kończyły się na przecięciach siatki.

Podczas omawiania właściwości wyprowadzeń należy wspomnieć też o definiowaniu właściwości elektrycznych związanych z wyprowadzeniami. Uważni Czytelnicy pamiętają opis narzędzia ERC, służącego do sprawdzania elektrycznej poprawności wykonanego schematu. Zapewne też pozostała w pamięci macierz reguł z rysunku 4.84. Wielu Czytelników zadawało sobie prawdopodobnie przy okazji opisu macierzy pytanie, skąd Protel pobiera informacje pozwalające stwierdzić, czy elementy są ze sobą połączone poprawnie, czy też nie. Odpowiedzialne za to są opisy, które w prawidłowo sporządzonej bibliotece powinny mieć określony charakter elektryczny. Na rysunku 5.91 przedstawiono okno edycyjne, w którym należy zdefiniować typ elektryczny wyprowadzenia. Aby otworzyć to okno, wystarczy dwukrotnie kliknąć na wyprowadzeniu.

Rys. 5.91. Możliwe rodzaje wyprowadzeń elementów

5.3. Edytor bibliotek schematów

217

Dla rezystora, fotodiody i innych tego typu elementów należy zostawić domyślną wartość tego parametru (Passive), co oznacza, że jest to wyprowadzenie elementu biernego (pasywnego). Jeżeli definiowany będzie charakter wyprowadzenia odpowiadającego za zasilanie (np. układu scalonego lub zacisku zasilającego), należy wybrać opcję Power. Definiując wyprowadzenie wyjściowe/wejściowe, należy przypisać mu opcję (odpowiednio) Input/Output.

5.3.5.

Określanie właściwości elementów Powiedzieliśmy sobie wystarczająco dużo na temat sposobów rysowania symboli elementów. Wiemy także, jak można dodać i ustawić parametry ich wyprowadzeń. Teraz przejdziemy do omówienia opcji określających właściwości elementów bibliotecznych. Podczas rysowania pierwszego schematu z wykorzystaniem biblioteki Miscellaneous Devices, po umieszczeniu na planszy, pojawiły się przy nich dwa oznaczenia. Jedno z nich zawiera informację o nazwie (typie), natomiast drugie jest najczęściej jednoliterowe i zakończone znakiem zapytania, np. R?, C?, Q?, L?, itp. Są to oznaczenia referencyjne, odpowiedzialne za rozróżnianie elementów na schemacie. Zajmiemy się teraz przypisaniem niezbędnych oznaczeń narysowanym przez nas elementom. Musimy wywołać okno Library Component Properties za pośrednictwem menu Tools>Component Properties (rysunek 5.92). Dostęp do tego okna możemy uzyskać dwukrotne klikając myszką na nazwie danego elementu występującego w bibliotece. Po wywołaniu powyższych czynności na ekranie pojawi się okno, w którym będziemy definiować parametry elementu bibliotecznego (rysunek 5.93). Podzielone jest ono na kilka części, a każda z nich odpowiedzialna jest za inne parametry elementu. Dalej postaramy się zobrazować, na jakie parametry należy zwracać uwagę, aby utworzony element mógł być w pełni przydatny podczas rysowania schematu elektrycznego. Zaczniemy od opisania pierwszej części okna Properties i dla przykładu zdefiniujemy parametry dla tranzystora NPN znajdującego się w naszej nowo utworzonej bibliotece. W polu Default Designator jest przechowywana informacja na temat domyślnego oznaczenia elementu, w naszym przypadku możemy wpisać T? lub Q? W polu Comment możemy wpisać jakiś parametr lub cechę elementu, np. niech będzie to NPN (rodzaj tranzystora). Dodatkowe komentarze zazwyczaj nie są potrzebne

Rys. 5.92. Sposób wywołania narzędzia Library Component Properties

218

5. Biblioteki

Rys. 5.93. Wygląd okna Library Component Properties

podczas rysowania schematu, więc odznaczamy opcję Visible obok pola Comment, co spowoduje, że informacja ta nie będzie widoczna, gdy będziemy używać tego elementu w edytorze schematów (rysunek 5.94).

!

Opcja Don't Annotate Component jest odznaczona domyślnie, jej zaznaczenie spowodowałoby wykluczenie danego elementu z procesu automatycznego nadawania numerów referencyjnych w edytorze schematów. Dlatego też, jeżeli Czytelnik używałby jakiejś biblioteki schematowej podczas tworzenia schematu i przy wykorzystaniu narzędzia Annotate jakiemuś elementowi nie zostałby przypisany numer referencyjny, oznaczać to może, że przyczyna tkwi właśnie w tym miejscu lub też element nie ma poprawnie zdefiniowanego pola Default Designator.

Rys. 5.94. Wygląd zdefiniowanych parametrów w dziale Properties okna Library Component

219

5.3. Edytor bibliotek schematów a)

b)

Rys. 5.95. Wygląd pola Parameters for dla elementu typu tranzystor bipolarny NPN

W polu Library Ref widnieje oczywiście nazwa elementu, jaka została mu przypisana podczas procesu tworzenia go i pod taką samą nazwą występuje on w bibliotece. W polu Description możemy wpisać dodatkowy opis dla elementu, np. „Tranzystor bipolarny”. Kolejne pole w oknie Component Library Properties to Parameters for..., gdzie dla tranzystora z naszej biblioteki, którego nie będziemy wykorzystywać do złożonych i zaawansowanych projektów, nie musimy niczego wpisywać i pole to może pozostać puste, jak ilustruje to rysunek 5.95a. Możemy porównać, jakie wartości ma wpisane ten sam element tworzony przez producentów programu, co z kolei widać na rysunku 5.95b. Elementom takim jak rezystor, kondensator itp. możemy z powodzeniem przypisać parametr określający, jaką wartość rezystancji ma rezystor lub jaką pojemność ma kondensator. Chcąc zdefiniować taki parametr, w polu tym naciskamy przycisk Add..., po czym otwiera się kolejne okno Parametr Properties, gdzie w polu Name możemy wpisać np.: „Wartość”, natomiast w polu Value: „1K”, co będzie oznaczać, że rezystor ma wartość 1 kΩ (rysunek 5.96). Jeżeli chcemy, aby wartość była widoczna po użyciu elementu na schemacie, wówczas zaznaczamy parametr Visible; gdybyśmy np. chcieli zablokować ten parametr, aby nie mógł ulegać zmianom, wówczas moglibyśmy zaznaczyć opcję Lock. W polu

Rys. 5.96. Wygląd okna Parametr Properties

220

5. Biblioteki

Rys. 5.97. Wygląd pola Parameters for... po zdefiniowaniu wartości elementu

Type pozostawiamy wartość typu STRING. Oczywiście parametrowi temu możemy przypisać kolor, rozmiar i krój czcionki, a także pozycję względem elementu, czego dokonujemy w dziale Properties omawianego okna. Po zdefiniowaniu wartości rezystora pole Parameters for wygląda jak na rysunku 5.97. Przyszedł czas na omówienie ostatniego pola, jakim jest Models for... Dla elementu utworzonego przez nas samodzielnie pole to z pewnością będzie puste, jak widać na rysunku 5.98a, natomiast to samo pole dla tego samego elementu pochodzącego z biblioteki Miscellaneous Devices ma przypisany zarówno model przeznaczony do symulacji, jak i obudowę elementu, co przedstawiono na rysunku 5.98b. Nie będziemy opisywali, w jaki sposób zdefiniować parametry elementu wykorzystywane podczas symulacji układu, ale pokażemy, jak można przypisać istniejącą już (pochodzącą z innej biblioteki) obudowę elementu, wykorzystywaną podczas tworzenia płytek drukowanych. Chcąc tego dokonać, naciskamy na przycisk Add... po czym na ekranie pojawia się kolejne okno, jakim jest Add New Model (rysunek 5.99). W powyższym oknie z listy rozwijalnej wybieramy parametr Footprint (rysunek 5.100), co będzie odpowiadało modelowi będącemu obudową PCB elementu. Następnie zatwierdzamy wprowadzone zmiany, naciskając przycisk OK, po chwili zostanie otwarte kolejne okno PCB Model, (rysunek 5.101). Jak widzimy, okno to na razie nie ma żadnych zdefiniowanych parametrów, zajmiemy się tym za chwilę.

!

Należy pamiętać o tym, że gdy chcemy naszemu elementowi przypisać istniejącą w dowolnej bibliotece programu obudowę, liczba wyprowadzeń naszego elementu musi być zgodna z przypisywaną mu obudową.

Aby sprawdzić liczbę wyprowadzeń naszego elementu, należy wywołać narzędzie Model Map, klikając myszką na przycisk Pin Map... a)

b)

Rys. 5.98. Wygląd pola Models for... dla tranzystora NPN

221

5.3. Edytor bibliotek schematów

Rys. 5.99. Wygląd okna służącego do wyboru nowego modelu przypisywanego elementowi.

Rys. 5.100. Rodzaje modeli możliwych do zdefiniowania dla danego elementu bibliotecznego

Wygląd okna, w którym możemy sprawdzić liczbę wyprowadzeń, przedstawiono na rysunku 5.102. Po naciśnięciu przycisku OK powracamy do poprzedniego okna. Naciskając przycisk Browse... w oknie PCB Model, wywołujemy kolejne okno Browse Libraries – w nim będziemy przeglądać obudowy znajdujące się we wczytanych bibliotekach PCB (rysunek 5.103). Okno to na razie pozostaje puste. W oknie tym obok pola Libraries naciskamy przycisk , za pomocą którego zostaniemy przeniesieni do kolejnego okna o nazwie Available Libraries; (rysunek 5.104). Okno to składa się z trzech zakładek, będziemy wykorzystywać pierwsze dwie. Zakładka Project – wyświetla biblioteki znajdujące się w naszym projekcie, zaś Installed – wyświetla biblioteki już zainstalowane programie. Zakładamy, że do naszego projektu nie dodawaliśmy dotychczas żadnych bibliotek, w związku z czym przechodzimy na zakładkę Installed i za pomocą przycisku Install... dodajemy niezbędne biblioteki. W naszym przypadku będą to dwie biblioteki; Miscellaneous Devices.IntLib oraz Miscellaneous.PCBLib, przy czym pierwsza z nich jest biblioteką zintegrowaną i mieści się bezpośrednio w folderze ...Library,

Rys. 5.101. Wygląd okna PCB Model

Rys. 5.102. Wygląd okna Model Map

222

5. Biblioteki

Rys. 5.103. Okno odpowiedzialne za wczytywanie i wyszukiwanie bibliotek

natomiast druga znajduje się w ...Library/PCB i jest to typowa biblioteka obudów elementów. Po chwili w okienku powinny już być widoczne biblioteki dodane i zainstalowane, po czym z powodzeniem możemy nacisnąć przycisk Close (rysunek 5.105). Powracamy w ten sposób do poprzedniego okna Browse Libraries z tą różnicą, że tym razem w oknie tym widnieje wczytana biblioteka Miscellaneous.PCBLib ze wszystkimi elementami znajdującymi się w niej. Ponadto po prawej stronie widnieje okno podglądu wskazanego elementu bibliotecznego (rysunek 5.106).

!

Na pewno Czytelnik zastanawia się, dlaczego w oknie tym widnieje tylko jedna biblioteka, skoro dodaliśmy dwie. Należy więc zapamiętać, że w oknie Browse Libraries niedostępne są elementy zapisane w bibliotekach zintegrowanych. Trzeba pamiętać, że nie można przypisać elementowi bibliotecznemu obudowy znajdującej się w bibliotece zintegrowanej.

Odnajdujemy na liście obudowę TO-249AA, po czym naciskamy kilkakrotnie przycisk OK, powracając aż do okna Library Component Properties, pokazanego na rysunku 5.93.

Rys. 5.104. Wygląd okna Available Libraries bez wczytanych bibliotek

5.3. Edytor bibliotek schematów

223

Rys. 5.105. Wygląd okna Available Libraries z wczytanymi bibliotekami

Do przypisywania obudów elementom bibliotecznym można też posłużyć się narzędziem służącym do wyszukiwania tego typu obiektów. Chcąc wykonać taką czynność, musimy naszemu elementowi w analogiczny sposób dodać nowy model typu Footprint i przechodzimy aż do okna Browse Libraries (rysunek 5.103). Tym razem jednak naciskamy przycisk Find..., co spowoduje otwarcie okna Search Libraries. W oknie tym, jeżeli mamy zaznaczoną opcję Available Libraries, będziemy przeszukiwać elementy znajdujące się w bibliotekach dostępnych w programie. Zaznaczając z kolei Libraries on Path, możemy wskazać specyficzną ścieżkę w której Protel będzie wyszukiwał dostępne biblioteki. W naszym przypadku pozostawiamy zaznaczoną pierwszą opcję i w polu Name możemy wpisać maskę ograniczającą kryteria wyszukiwania lub też pozostawić pole to puste i od razu nacisnąć przycisk Search (rysunek 5.107). Po naciśnięciu przycisku Search zostanie uruchomiony proces przeszukiwania biblioteki i na zakładce Results zostaną wyświetlone odnalezione obudowy (rysunek 5.108). Wskazujemy na BCY-W3 i naciskamy przycisk Select. W ten sposób przypisaliśmy tranzystorowi inną obudowę.

!

Każdy element biblioteczny może mieć przypisany tylko jeden obiekt typu Footprint, a co za tym idzie, może mieć zdefiniowaną tylko jedną obudowę.

Rys. 5.106. Wygląd okna Browse Libraries po wczytaniu biblioteki PCB

224

5. Biblioteki

Rys. 5.107. Wygląd okna Search Libraries

Rys. 5.108. Wygląd zakładki Results okna Search Libraries

Na rysunku 5.109 przedstawiono przykładowe typy obudów, które można by zdefiniować dla tranzystora NPN. a)

b)

c)

Rys. 5.109. Przykładowe obudowy mogące zostać przypisane tranzystorowi

225

5.3. Edytor bibliotek schematów

5.3.6.

Alternatywne reprezentacje graficzne Protel DXP 2004 umożliwia zdefiniowanie wielu alternatywnych wersji wyglądu elementu bibliotecznego, w odróżnieniu od swojej poprzedniej wersji programu 99SE, gdzie można było zdefiniować dla elementu zaledwie trzy kompozycje. Domyślna wersja nosi nazwę Normal, natomiast pozostałe: Alternate 1, Alternate 2, Alternete 3, ... Każdy element biblioteczny musi mieć przypisany przynajmniej jeden domyślny symbol graficzny, pozostałe warianty są opcjonalne. Chcąc sprawdzić, który element biblioteczny ma alternatywne reprezentacje graficzne, wystarczy otworzyć dowolną bibliotekę i dla każdego elementu rozwinąć listę Mode (rysunek 5.110). Jeżeli widnieje tylko pozycja Normal, oznacza to, że element ma tylko jedną, podstawową reprezentację graficzną, jeżeli zaś z kolei występują jakieś dodatkowe pozycje typu Alternate 1, Alternate 2..., oznaczać to będzie, że dla elementu zaprojektowano kilka odmian graficznych. Przykładem elementu mieszczącego się w znanej nam bibliotece Miscellaneous Devices i mającego dwie reprezentacje graficzne jest element o nazwie Buzzer. Jego podstawowy oraz alternatywny wygląd przedstawiono na rysunku 5.111.

!

Pamiętaj: przełączanie się pomiędzy widokami przedstawiającymi różne reprezentacje graficzne danego elementu jest możliwe również poprzez używanie przycisków na pasku narzędziowym Mode (rysunek 5.112).

a)

Rys. 5.110. Fragment paska narzędziowego Mode z rozwiniętą listą istniejących reprezentacji graficznych danego elementu

b)

Rys. 5.111. Wygląd dwóch reprezentacji graficznych dla elementu Buzzer mieszczącego się w bibliotece Miscellaneous Devices

Chcąc dodać nową reprezentację graficzną do dowolnego elementu bibliotecznego, wystarczy go uaktywnić (aby jego podstawowy symbol był wyświetlany w oknie podglądu programu), po czym na pasku narzędziowym Mode naciskamy przycisk . W tym momencie plansza do rysowania staje się czysta i możemy przystąpić do rysowania elementu w analogiczny sposób, jak pokazaliśmy w poprzednich rozdziałach książki. Przykładowe reprezentacje graficzne dla kilku elementów bibliotecznych przedstawiłem na rysunku 5.113.

Rys. 5.112. Sposób dodawania nowej reprezentacji graficznej dla aktywnego elementu

226

5. Biblioteki

Alternate 1

Alternate 2

Alternate 3

Mostek Graetza

Tranzystor NPN Rezystor

Normal

Rys. 5.113. Przykładowe reprezentacje graficzne przygotowane dla różnych elementów bibliotecznych

5.3.7.

Tworzenie elementów bibliotecznych składających się z kilku części W tym rozdziale skupimy uwagę na tworzeniu elementów bibliotecznych, które składają się z kilku podzespołów. Przykładem takich elementów mogą być np. cyfrowe układy scalone zawierające kilka bramek logicznych lub rejestrów czy też wzmacniacze operacyjne lub timery, a także wiele innych układów. Przed stworzeniem takiego elementu bibliotecznego przyjrzymy się nieco dokładniej tym elementom, przygotowanym przez producentów programu. Przykładowymi elementami tego typu mogą być elementy mieszczące się w standardowej bibliotece Miscellaneous Devices o nazwie Res Pack1 i Res Pack2. Elementy składające się , po naciśnięz kilku podzespołów w panelu SCH Library oznaczone są znakiem ciu go następuje rozwinięcie listy wszystkich podzespołów wchodzących w skład danego elementu wielopodzespołowego, co przedstawiono na rysunku 5.114. W przypadku naszego elementu, którym jest blok rezystorów, każdy podzespół wygląda niemal identycznie, różniąc się od pozostałych tylko numerem danego wyproa)

b)

Rys. 5.114. Lista elementów znajdujących się w bibliotece Miscellaneous Devices

5.3. Edytor bibliotek schematów

227

Rys.5.115. Wyprowadzenia elementu składającego się z kilku podzespołów

wadzenia. Można to również podejrzeć w polu podglądu wyprowadzeń w panelu SCH Library, gdzie wyprowadzenia danego podzespołu zostają oznaczone, co pokazano na rysunku 5.115.

!

Podczas rysowania schematu użycie elementu składającego się z kilku podzespołów jest niemal identyczne jak w przypadku elementów jednoczęściowych. Należy jedynie umieszczać na planszy kolejne podzespoły danego elementu.

Omówimy teraz sposób tworzenia własnych elementów, składających się z kilku podzespołów. Czynności, które należy wykonać, są bardzo podobne do wykonywanych podczas rysowania pojedynczych elementów bibliotecznych. Występuje oczywiście kilka różnic i warto zwrócić uwagę na pewne szczegóły, które przedstawimy podczas procesu tworzenia elementów tego typu. Załóżmy, że chcemy stworzyć symbol biblioteczny układu scalonego TL064, który zawiera w sobie cztery jednakowe układy wzmacniaczy operacyjnych. Wygląd takiego układu przedstawiono na rysunku 5.116. Poszczególne kroki rysowania elementów bibliotecznych omówiono w poprzednich rozdziałach książki, więc teraz skupimy się jedynie na tworzeniu poszczególnych

Rys. 5.116. Wygląd układu scalonego TL064

228

5. Biblioteki

Rys. 5.117. Pierwszy podzespół tworzonego układu TL064

Rys. 5.118. Sposób tworzenia nowego podzespołu dla danego elementu

podzespołów. Pierwszy krok oczywiście będzie standardowy; należy utworzyć nowy element biblioteczny, można też nadać mu odpowiednią nazwę TL064, narysować ciało jednego z podzespołów i dodać niezbędne wyprowadzenia. Po wykonaniu tych czynności zaprojektowany element powinien wyglądać jak na rysunku 5.117. Chcąc teraz dodać nowy podzespół, należy z menu Tools wybrać New Part, jak pokazuje rysunek 5.118, co spowoduje, że w oknie edycyjnym pojawi się nowa, czysta matryca, na której należy narysować kolejny podzespół.

!

Można zaoszczędzić trochę czasu, ponieważ nie trzeba każdego podzespołu rysować z osobna, wystarczy pierwszy skopiować do schowka systemowego i powielić go w pozostałych przypadkach. Jedyne, co musimy zmodyfikować, to numery wyprowadzeń. Nie możemy też zapomnieć o tym, że zgodnie z rysunkiem 5.116 niektóre wyprowadzenia układu scalonego (zaciski zasilania poszczególnych wzmacniaczy) są ze sobą odpowiednio połączone. Wówczas każdy podzespół musi mieć te same numery wyprowadzeń zasilających, co spowoduje automatyczne ich połączenie.

Kiedy utworzymy wszystkie podzespoły i przejdziemy do modułu Schematic, w którym można tworzyć schemat z wykorzystaniem elementów zawartych w bibliotekach, to plansza do rysowania schematów po umieszczeniu wszystkich podzespołów elementu TL064 będzie wyglądać jak na rysunku 5.119. Podczas omawiania sposobów i technik rysowania schematów celowo nie pokazaliśmy, jak trzeba się posługiwać elementami składającymi się z kilku podzespołów. Mogłoby to utrudnić zrozumienie sposobu korzystania z takich elementów, bez wcześniejszego omówienia ich budowy. Teraz z kolei, każdy Czytelnik poradzi sobie nie tylko z narysowaniem elementu składającego się z kilku podzespołów, ale

Rys. 5.119. Podzespoły tworzące układ TL064

229

5.3. Edytor bibliotek schematów

także będzie umiał w poprawny sposób umieścić wszystkie jego części na matrycy schematu elektrycznego.

5.3.8.

Sporządzanie raportów bibliotecznych Protel umożliwia również przygotowanie różnorodnych raportów dotyczących bibliotek i zawartych w nich elementów. Pierwszy rodzaj raportów obejmuje pojedyncze elementy. Pozwala na wyświetlenie wszystkich informacji na temat aktywnego elementu, który widnieje na planszy edycyjnej. Chcąc obejrzeć taki raport, musimy z menu Reports wybrać opcję Component, jak przedstawia to rysunek 5.120.

Rys. 5.120. Sposób wywołania raportu na temat pojedynczego elementu bibliotecznego

Na początku wygenerowanego raportu jest wyświetlana informacja na temat nazwy elementu (Component Name – listing 5.1). W jego dalszej części widnieje informacja na temat liczby podzespołów, z których składa się dany element (Part Count). W pozycji Part dowiadujemy się, jaki domyślny Designator (symbol) przypisany jest elementowi (będzie widniał na schemacie elektrycznym). Natomiast w dziale Pins możemy dostrzec, ile wyprowadzeń oraz jakiego typu ma omawiany element. W naszym przypadku są to trzy pasywne wyprowadzenia o kolejnych oznaczeniach: C, B, E. List. 5.1. Przykładowy raport o elemencie bibliotecznym Component Name : NPN Part Count : 1 Part : Q? Pins – (Normal) : 3 C 1 B 2 E 3 Hidden Pins :

Passive Passive Passive

Przyjrzyjmy się teraz, w jaki sposób będzie wyglądał raport biblioteczny wygenerowany dla elementu składającego się z kilku podzespołów, najlepiej będzie przyjrzeć się elementowi Res Pack1 (listing 5.2). List 5.2. Przykładowy raport o elemencie składającym się z kilku podzespołów Component Name : Res Pack1 Part Count : 9 Part : R?@ Pins – (Normal) : 0 Hidden Pins : Part : R?A Pins – (Normal) : 2 1 1 16 16

Passive Passive

230

5. Biblioteki Hidden Pins : Part : R?B Pins – (Normal) : 2 2 15 Hidden Pins : Part : R?C Pins – (Normal) : 2 3 14 Hidden Pins : Part : R?D Pins – (Normal) : 2 4 13 Hidden Pins : Part : R?E Pins – (Normal) : 2 5 12 Hidden Pins : Part : R?F Pins – (Normal) : 2 6 11 Hidden Pins : Part : R?G Pins – (Normal) : 2 7 10 Hidden Pins : Part : R?H Pins – (Normal) : 2 8 9 Hidden Pins :

!

2 15

Passive Passive

3 14

Passive Passive

4 13

Passive Passive

5 12

Passive Passive

6 11

Passive Passive

7 10

Passive Passive

8 9

Passive Passive

Warto zauważyć, że w przypadkach, gdy mamy do czynienia z elementami składającymi się z kilku podzespołów, raport jest sporządzany dla każdego z nich z osobna. Raport będzie miał postać o wiele obszerniejszą w przypadku, gdyby każdy z podzespołów miał więcej reprezentacji graficznych.

Kolejny raport Component Rule Check wywołujemy również z menu Reports, jak przedstawiono na rysunku 5.121. Pozwala on wyświetlić wyniki pracy narzędzia służącego do zbadania poprawności definicji wszystkich komponentów znajdujących się w danej bibliotece.

Rys. 5.121. Sposób wywołania raportu CRC

5.3. Edytor bibliotek schematów

231

Rys. 5.122. Wygląd okna konfiguracji kryteriów sprawdzania poprawności definicji elementów bibliotecznych

Po wykonaniu podanych czynności na ekranie pojawia się kolejne okno Library Component Rule Check, w którym definiujemy kryteria sprawdzania naszej biblioteki (rysunek 5.122). Narzędzie to może sprawdzić biblioteki pod kątem dwóch zasadniczych kryteriów: – Duplicate – powtarzania się: • Component Names – nazw komponentów, • Pins – wyprowadzeń danego elementu; – Missing – braku: • Description – opisu elementu, • Footprint – domyślnej obudowy, • Default Designator – domyślnego oznaczenia elementu, • Pin Name – nazwy wyprowadzeń, • Pin Number – numerów wyprowadzeń. • Missing Pins In Sequence – brak przypisanego wyprowadzenia. Listing 5.3 przedstawia przykładowy raport podsumowujący poprawność elementów znajdujących się w bibliotece Miscellaneous Devices. List. 5.3. Przykładowy raport podsumowujący poprawność elementów Component Rule Check Report for : C:Program FilesAltium2004LibraryMiscellaneous DevicesMiscellaneous Devices.SchLib Name Errors -----------------------------------------------------------------Diode 18TQ045 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode 10TQ045 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode 10TQ040 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode 10TQ035 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Dpy Overflow (Missing Pin Number In Sequence : 2,9 [1..14]) Diode BAS116 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Res Thermal (Duplicate Pin Number : 1) Diode BBY40 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode BBY31 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode BAT18 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode BAT17 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode BAS70 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode BAS21 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3]) Diode BAS16 (Missing Pin Number In Sequence : 2 [1..3])

232

5. Biblioteki Tube 6L6GC D Varactor Photo PNP Photo NPN SW-12WAY Res Semi Res Adj2 Res Adj1 RPot SM Res Tap Buzzer RPot Res3 Res2 Res1

(Missing Pin Number In Sequence (Missing Pin Number In Sequence (Missing Pin Number In Sequence (Missing Pin Number In Sequence (Missing Pin Number In Sequence (Duplicate Pin Number : 2) (Duplicate Pin Number : 1) (Duplicate Pin Number : 1) (Duplicate Pin Number : CCW) (Duplicate Pin Number : 1) (Duplicate Pin Number : 1) (Duplicate Pin Number : 2) (Duplicate Pin Number : 1) (Duplicate Pin Number : 2) (Duplicate Pin Number : 2)

: : : : :

6 2 2 2 4

[1..8]) [1..3]) [1..3]) [1..3]) [1..14])

Widzimy, że dla większości elementów generowane są błędy wynikające z braku numerów wyprowadzeń lub też istniejących duplikatów. Ostatni raport, jaki można wygenerować w programie, to raport dotyczący wszystkich elementów znajdujących się w danej bibliotece. Wywołujemy go z menu Reports, wybierając opcję Library (rysunek 5.123).

Rys. 5.123. Sposób wywołania raportu generowanego na temat całej biblioteki

Wygenerowany w ten sposób raport przedstawiono w listingu 5.4. Zawiera on informacje na temat nazw i opisów wszystkich elementów znajdujących się w bibliotece. Ze względu na obszerność elementów znajdujących się w bibliotece Miscellaneous Devices, przedstawiamy tylko jego fragment. List. 5.4. Raport o elementach znajdujących się w bibliotece CSV text has been written to file : Miscellaneous Devices.csv Library Component Count : 196 Name Description --------------------------------------------------------------------------------------------------2N3904 2N3906 ADC-8 Antenna Battery Bell Bridge1 Bridge2 Buzzer Cap Cap Feed Cap Pol1 Cap Pol2 Cap Pol3

NPN General Purpose Amplifier PNP General Purpose Amplifier Generic 8-Bit A/D Converter Generic Antenna Multicell Battery Electrical Bell Full Wave Diode Bridge Diode Bridge Magnetic Transducer Buzzer Capacitor Feed-Through Capacitor Polarized Capacitor (Radial) Polarized Capacitor (Axial) Polarized Capacitor (Surface Mount)

5.4. Edytor bibliotek PCB Cap Semi Cap Var Cap2 Circuit Breaker Coax D Schottky D Tunnel1 D Tunnel2 D Varactor D Zener DAC-8 Diac-NPN Diac-PNP

5.4.

233

Capacitor (Semiconductor SIM Model) Variable or Adjustable Capacitor Capacitor Circuit Breaker Coaxial Schottky Diode Tunnel Diode – RLC Model Tunnel Diode – Dependent Source Model Variable Capacitance Diode Zener Diode Generic 8-Bit D/A Converter DIAC DIAC

Edytor bibliotek PCB Biblioteki edytora PCB zawierają informacje o wymiarach obudów elementów elektronicznych, wykorzystywanych w projektach, o rozstawie i rozmieszczeniu ich wyprowadzeń, a także o średnicy wyprowadzeń i otworów pomocniczych. W tym rozdziale przedstawimy sposoby edycji i tworzenia bibliotek wykorzystywanych przez edytor płytek drukowanych. Zapoznamy się także z działaniem i obsługą edytora oraz poznamy większość oferowanych przez niego funkcji.

Rys. 5.124. Wygląd okna edycyjnego modułu PCB Library

234

5.4.1.

5. Biblioteki

Obsługa edytora bibliotek Pracę z edytorem bibliotek zaczynamy od otwarcia gotowej biblioteki i przyjrzenia się jej nieco dokładniej. Wczytujemy więc bibliotekę ..Library/Pcb/Miscellaneous Devices PCB.Pcblib. Po jej wczytaniu ekran edycyjny wygląda jak na rysunku 5.124. Po wczytaniu biblioteki w oknie edycyjnym zostaje wyświetlony pierwszy element który się w niej znajduje. W lewej części ekranu jest panel PCB Library (rysunek 5.125), któremu teraz poświęcimy chwilę uwagi. Można powiedzieć, że panel ten składa się z czterech części; w pierwszej umieszczone są przyciski, których zastosowanie omówię za chwilę. Druga część to pole Components w którym jest wyświetlana lista dostępnych elementów w bibliotece. Trzecia to pole Component Primitives – odpowiedzialne za wyświetlanie elementów składowych aktywnego (zaznaczonego) komponentu. Ostatnia, czwarta, to okno podglądu zaznaczonego elementu. Przedstawię teraz pokrótce zastosowanie i przeznaczenie przycisków umieszczonych w pierwszej części tego panelu. Naciśnięcie przycisku powoduje, że kursor zamienia się w lupę, co ilustruje rysunek 5.126, którą poruszając po planszy edycyjnej, powiększamy fragment danego elementu, a jego powiększony podgląd obserwujemy w polu podglądu (rysunek 5.127). Innym zastosowaniem użycia przycisków może być wybranie kombinacji Zoom oraz Select. Klikamy myszką na planszy edycyjnej w dowolny element składowy danego komponentu, naciskamy przycisk Aplly, po czym w oknie podglądu widzimy zaznaczony oraz powiększony fragment komponentu (rysunek 5.128).

Rys. 5.125. Wygląd panelu PCB Library

235

5.4. Edytor bibliotek PCB

Rys. 5.126. Powiększenie fragmentu aktywnego elementu

Rys. 5.127. Wygląd powiększonego fragmentu elementu wyświetlony w polu podglądu

Rys. 5.128. Zaznaczony i powiększony fragment komponentu bibliotecznego w polu podglądu

Powrót do poprzedniego stanu daje naciśnięcie przycisku Clear. Ciekawe efekty przynosi zaznaczenie dwóch innych opcji: Mask oraz Clear Existing, następnie zaznaczamy dowolny element składowy komponentu i powtórnie naciskamy przycisk Apply, co spowoduje zamaskowanie niezaznaczonych elementów składowych elementu. Metodę tę można stosować dla kilku zaznaczonych elementów, dokonujemy tego również myszką, lecz przy wciśniętym przycisku Shift na klawiaturze komputera. Efekt końcowy przedstawiono na rysunku 5.129. Należy pamiętać, że podczas pracy można oczywiście łączyć ze sobą kilka dostępnych metod, zaznaczając przykładowo: Zoom, Mask oraz Clear Existing. Uzyskujemy połączenie kilku metod, a mianowicie powiększenia i maskowania zaznaczonych elementów (rysunek 5.130).

Rys. 5.129. Fragment komponentu bibliotecznego w oknie edycyjnym zaznaczony za pośrednictwem zastosowanego maskowania elementów

Rys. 5.130. Powiększenie i maskowanie fragmentów elementu bibliotecznego

236

5.4.2.

5. Biblioteki

Menu i paski narzędziowe W tym rozdziale chcielibyśmy zwrócić uwagę na ważne i użyteczne opcje, które możemy wywołać z menu programu, oraz na te dostępne w paskach narzędziowych: – File – znajdują się w nim typowe funkcje dostępne w tego typu menu, związane z otwieraniem, zapisem dokumentów, importem oraz eksportem danych, a także opcje dotyczące ustawiania parametrów wydruku; – Edit – Są tu różnorodne narzędzia związane z edytowaniem oraz ustawianiem podstawowych funkcji komponentów bibliotecznych; – Set Reference – służy do określania położenia punktu referencyjnego elementu bibliotecznego (współrzędnych 0,0). Mamy do wyboru trzy podstawowe opcje: • Pin1 – ustawia punk referencyjny w miejscu, w którym znajduje się końcówka numer 1 edytowanego elementu, • Center – ustawia punkt referencyjny w środku edytowanego elementu, • Location – ustawia punkt referencyjny w dowolnym miejscu wskazanym myszką; – Jump – pozwala na automatyczne ustawienie kursora w następujących miejscach planszy edycyjnej: • Reference – w punkcie referencyjnym elementu bibliotecznego, • New Location – w punkcie, który opisany będzie współrzędnymi X i Y, • Selection – w miejscu zaznaczenia dowolnego obiektu na planszy edycyjnej, • Build Query – zaawansowane narzędzie do formułowania zapytań, • Find Similar Objects – narzędzie odpowiedzialne za znajdowanie podobnych elementów bibliotecznych; – View – zapewnia dostęp do opcji związanych ze sposobem wyświetlania edytowanych elementów na ekranie monitora, za jego pomocą możemy także wyświetlić bądź ukryć paski narzędziowe lub okna; – Project – zawiera szereg narzędzi wspomagających pracę z projektem: • Compile Document – uruchamia proces weryfikacji poprawności wykonania dokumentu bibliotecznego, • Design Workspace – zawiera narzędzia niezbędne do zarządzania obszarem roboczym, • Show Differences – narzędzie odpowiedzialne za porównywanie ze sobą dokumentów wchodzących w skład projektu, • Project Options – umożliwia dostęp do opcji projektu; – Place – w tej części menu znajduje się szereg poleceń związanych z umieszczaniem na planszy następujących elementów graficznych: • Arc – łuk, • Circle – okrąg, • Fill – wypełnienie, • Line – linia, • String – tekst, • Pad – pole lutownicze, • Via – przelotka, • Keepout – narzędzie do rysowania obrysów płytek drukowanych;

5.4. Edytor bibliotek PCB

237

– Tools – w tej części menu znajduje się wiele użytecznych narzędzi: • New Component – tworzenie nowego elementu w bibliotece, • Remove Component – usuwanie wskazanego elementu z biblioteki, • Component Properties – wyświetlanie właściwości elementu bibliotecznego, • Next/Prev Component – przejście do następnego/poprzedniego elementu mieszczącego się w bibliotece, • First/Last Component – przejście do pierwszego/ostatniego elementu znajdującego się w bibliotece, • Update PCB with Current Footprint – zaktualizowanie obrazu płytki drukowanej po wprowadzeniu zmian edycyjnych w danym elemencie bibliotecznym, • Update PCB with All Footprints – zaktualizowanie obrazu płytki drukowanej po wprowadzeniu zmian edycyjnych we wszystkich elementach bibliotecznych, • Place Component...– umieszczenie danego elementu na planszy edycyjnej edytora PCB, • Layer Stack Manager – narzędzie do zarządzania warstwami, • Layers & Colors – definiowanie kolorów warstw, • Library Options – narzędzie do definiowania opcji danej biblioteki, • Preferences – globalny system konfiguracji edytora bibliotek PCB, odnoszący się do podstawowych funkcji związanych ze sposobem wyświetlania obiektów, zarządzania kolorami itp.; – Reports – znajdują się tutaj funkcje odpowiedzialne za sporządzanie raportów bibliotecznych: • Component – raport na temat aktywnego elementu bibliotecznego, • Component Rule Check – narzędzie przypominające swoim działaniem ERC, odnoszące się do danego elementu bibliotecznego, • Remove Duplicates... – usuwanie dublujących się elementów w bibliotece, • Library – generowanie raportu na temat danej biblioteki, • Measure Distance – narzędzie pozwalające na określenie odległości pomiędzy dwoma wskazanymi punkami planszy edycyjnej, • Measure Primitives – narzędzie umożliwiające opisanie odległości pomiędzy dwoma wskazanymi elementami znajdującymi się na planszy edycyjnej; – Window – określa sposób wyświetlania aktywnych okien w projekcie; – Help – dostęp do plików pomocy programu. Zapoznaliśmy się już z wieloma przydatnymi funkcjami, które kryje menu programu, warto teraz przez chwilę skupić uwagę na paskach narzędziowych, dostępnych w module PCB Library. Pierwszy pasek to PCB Lib Standard pokazany na rysunku 5.131, który zawiera narzędzia niezbędne do standardowych prac wykonywanych podczas tworzenia nowych i zarządzania istniejącymi bibliotekami. W jego skład wchodzą przyciski odpowiedzialne za tworzenie, otwieranie i zapisywanie dokumentów. Spotykamy też takie, które pozwolą nam przeprowadzić

238

5. Biblioteki

Rys. 5.131. Wygląd paska narzędziowego PCB Lib Standard

Rys. 5.132. Wygląd paska narzędziowego PCB Lib Placement

Rys. 5.133. Wygląd paska narzędziowego Navigation

podgląd oraz sam proces wydruku. Za pomocą narzędzi Zoom In oraz Zoom Out możemy w łatwy sposób dostosowywać rozmiar bieżącego widoku. Kolejne przyciski odpowiadają za edycję, czyli wycinanie, kopiowanie i wklejanie zaznaczonych wcześniej obiektów, za pomocą narzędzi z następnego działu tego paska. Pozostałe przyciski Undo i Redo służą do cofania ostatnio wykonanej czynności oraz do ponownego wykonania czynności, która została cofnięta. Ostatni przycisk, Set Grid, służy do zdefiniowania siatki planszy edycyjnej. Kolejny pasek narzędziowy nosi nazwę PCB Lib Placement (rysunek 5.132). Kryje on w sobie zestaw kompletnych narzędzi służących do narysowania danego elementu bibliotecznego. Ponieważ większość tych narzędzi powtarza się z umieszczonymi w menu Place, więc opiszemy tylko te pozostałe. Place Coordinate – pozwala na umieszczenie na planszy edycyjnej punktu kontrolnego z zaznaczonymi współrzędnymi. Place Standard Dimension – umożliwia umieszczenie na planszy standardowej prostej linii wymiarowej. Paste Array – pozwala na umieszczenie na planszy grupy wcześniej skopiowanych elementów. Ostatnim paskiem narzędziowym dostępnym w tym module jest pasek Navigation (rysunek 5.133), za pomocą którego możemy łatwo poruszać się pomiędzy otwieranymi dokumentami, dodawać niektóre z nich do listy ulubionych przyciskiem Favorities lub też wywołać okno startowe programu Protel DXP 2004 poprzez użycie przycisku Go Home Page.

5.4.3.

Edycja istniejących obudów elementów Pokażę teraz, w jaki sposób dokonuje się modyfikacji i jak nanosi się poprawki w elementach znajdujących się w zasobach bibliotecznych. Zaczniemy od wprowadzenia kilku zmian w bibliotece Miscellaneous Connector.PCBLib, jednak zanim to uczynimy, przyjrzymy się kilku elementom w niej zapisanym. Proponuję otworzyć element o nazwie HDR1X3. Jak łatwo zauważyć, jest to typowy element trójstykowy. Klikając na jego nazwie, otwieramy w oknie edycyjnym jego podgląd (rysunek 5.134). Elementy w bibliotekach PCB, podobnie jak płytki drukowane w Protelu, umieszczane są na warstwach, które w postaci zakładek widnieją w dolnej części okna edycyjnego programu (rysunek 5.135).

239

5.4. Edytor bibliotek PCB

Rys. 5.134. Wygląd elementu HDR1X3

Rys. 5.135. Zakładki dostępne w module PCB Library

Obrys elementu ma kolor żółty. Jeżeli wskażemy dowolną krawędź myszką, to zauważymy w polu Component Primitives panelu PCB Library, że ciało elementu bibliotecznego znajduje się na warstwie TopOverlay, która służy do umieszczania opisów nadrukowywanych na płytkę drukowaną. Trzy pozostałe elementy, jak łatwo się zresztą domyśleć, to pola lutownicze, do których zostają przylutowane nóżki elementu. Po kliknięciu dowolnego z nich widzimy, że widnieją one na warstwie Multi-Layer (rysunek 5.136).

!

Z pewnością każdy Czytelnik zauważył na rysunku 5.136, że szerokości ścieżek wszystkich elementów podane są nie w milimetrach lecz w milsach. Mniej wprawionym projektantom zdecydowanie łatwiej będzie operować na milimetrach, w związku z tym dokonamy teraz przełączenia podstawowej jednostki bazowej w programie poprzez wybór z menu View>Toggle Units, co przedstawiono na rysunku 5.137. Ciekawostką może być również fakt, że możemy tego dokonać poprzez naciśnięcie przycisku Q na klawiaturze komputera. Aby zaktualizować format jednostek, należy przełączyć się na chwilę pomiędzy dwoma dowolnymi elementami bibliotecznymi.

Po wykonaniu powyższych czynności układ miary został przełączony na milimetry (rysunek 5.138). a)

b)

Rys. 5.136. Wygląd pól Component Primitives w panelu PCB Library

240

5. Biblioteki

Rys. 5.137. Sposób zmiany jednostek miar a)

b)

Rys. 5.138. Wygląd pól Component Primitives w panelu PCB Library po zmianie jednostki miary na milimetry

5.4.3.1.

Sprawdzanie wymiarów elementu Spróbujmy teraz określić wymiary edytowanego elementu oraz odległości pomiędzy polami lutowniczymi. Można tego dokonać na kilka sposobów. Pierwszym z nich, mającym na celu sprawdzenie zewnętrznych wymiarów obiektu, jest wyznaczenie długości linii, z których składa się element. W tym celu dwukrotnie klikamy na zewnętrznej linii i w wyświetlonym oknie, które ilustruje rysunek 5.139, odczytujemy i odejmujemy od siebie wartości End-X od Start X oraz End Y od Start Y. Metoda ta nie należy do wygodnych ze względu na dokonywanie niezbędnych obliczeń.

Rys. 5.139. Okno edycyjne ścieżki

5.4. Edytor bibliotek PCB

Rys. 5.140. Sposób ustawienia środka układu współrzędnych we wskazanym miejscu planszy edycyjnej

241

Rys. 5.141. Nowy kształt kursora po wyborze narzędzia Place Coordinate

Kolejny sposób polega na użyciu funkcji wyświetlania współrzędnych na planszy edycyjnej. Jednak zanim to uczynimy, musimy ustawić początek układu współrzędnych w dowolnym narożniku elementu bibliotecznego. Ustawienie początku układu współrzędnych odbywa się za pomocą narzędzia Set Reference. Wybieramy je z menu Edit, dodatkowo wywołując pozycję Location, jak przedstawiono na rysunku 5.140. Po wykonaniu tej czynności należy wskazać na planszy punkt, który będzie punktem odniesienia (0,0); proponujemy wybrać lewy dolny narożnik elementu bibliotecznego. Teraz trzeba wywołać narzędzie dostępne na pasku narzędziowym PCB Lib Placement o nazwie Place Coordinate kursor zmienia swój wygląd na pokazany na rysunku 5.141, po czym ustawiamy go w przeciwległym narożniku elementu bibliotecznego. Po wykonaniu wyżej opisanych czynności na planszy edycyjnej pojawi się informacja o wymiarach naszego elementu. Przecinkiem oddzielone są wymiary poziome od pionowych. W przypadku elementu HDR1X3 wymiary wynoszą: długość 7,6 mm, szerokość 2,5 mm, zgodnie z tym co widać na rysunku 5.142. Inną, a zarazem bardzo wygodną w użyciu metodą pozwalającą na wyznaczeniu wymiarów elementu jest metoda polegająca na użyciu narzędzia z menu Report>Measure Distance, jak obrazuje rysunek 5.143. Po wykonaniu wyżej opisanych czynności wskazujemy kursorem dowolny narożnik, a następnie przesuwamy kursor nad przeciwległy narożnik i ponownie klikamy lewym przyciskiem myszki. Na ekranie zostanie wyświetlone okno informacyjne, które widać na rysunku 5.145. Można zauważyć, że widnieją w nim informacje na temat przekątnej – Distance = 8,00 mm, długości elementu – X Distance = 7,6 mm oraz szerokości – Y Distance = 2,5 mm.

Rys. 5.142. Efekt skorzystania z narzędzia Place Coordinate

242

5. Biblioteki

Rys. 5.143. Sposób wyboru narzędzia Measure Distance

Rys. 5.144. Przykładowy element biblioteczny w trakcie dokonywania obmiaru

Często też zachodzi potrzeba wyznaczenia odległości pomiędzy polami lutowniczymi elementu. Wtedy możemy skorzystać z pierwszego sposobu, przy czym należy pamiętać, aby punkt referencyjny ustawić w środku dowolnego pola lutowniczego. Inną metodą może być wybór z menu Report narzędzia Measure Primitives, jak przedstawiono rysunku 5.146.

Rys. 5.145. Okienko informujące o wymiarach elementu bibliotecznego

Rys. 5.146. Sposób wyboru narzędzia Measure Primitives

Po wyborze tego narzędzia musimy odszukać na planszy charakterystyczny punkt, nad którym tylko i wyłącznie kursor zmieni swój kształt, w naszym przypadku będzie to środek pola lutowniczego, po czym klikamy jednokrotnie myszką (rysunek 5.147). Następnie w ten sam sposób wskazujemy drugie pole lutownicze. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie zostanie wyświetlone okno informacyjne, w którym widnieją współrzędne pól lutowniczych; można dostrzec też informacje, na jakiej warstwie zostały umieszczone, oraz podana jest odległość pomiędzy ich krawędziami. Wszystkie te dane widać na rysunku 5.148.

Rys. 5.147. Wybór środka pola lutowniczego

Rys. 5.148. Okno wyświetlające odległości pomiędzy dwoma polami lutowniczymi

5.4. Edytor bibliotek PCB

5.4.3.2.

243

Edytowanie pól lutowniczych Przejdziemy teraz do wprowadzenia kilku zmian w omawianym wcześniej elemencie bibliotecznym. Zacznijmy od zmian położenia pól lutowniczych. Załóżmy, że rzeczywisty obiekt ma inny rozstaw wyprowadzeń niż element biblioteczny, wówczas należy je z sobą „zsynchronizować”. W tym celu przytrzymujemy pole lutownicze lewym przyciskiem myszy i przesuwamy je w nowe miejsce, po czym zwalniamy przycisk. Na rysunku 5.149 przedstawiono zmodyfikowany wygląd elementu po przesunięciu pól lutowniczych i umieszczeniu ich bliżej siebie.

Rys. 5.149. Wygląd elementu po przesunięciu pól lutowniczych

Kolejną modyfikacją, dość często stosowaną podczas realizacji projektów, jest zmiana kształtu pola lutowniczego lub jego średnicy. Wszelkich modyfikacji pól lutowniczych dokonujemy poprzez dwukrotne kliknięcie myszką w wybrane pole, co ostatecznie powoduje wyświetlenie okna Pad (rysunek 5.150). Okno składa się z kilku działów, w pierwszym widnieją: – Hole Size – rozmiar otworu znajdującego się w polu lutowniczym – Hole Size; – Rotation – kąt ustawienia elementu względem osi X; – Location – współrzędne X i Y aktualnego położenia elementu na planszy edycyjnej.

Rys. 5.150. Okno konfiguracji właściwości pola lutowniczego

244

5. Biblioteki a)

b)

Rys. 5.151. Wygląd pola Size and Shape podczas definiowania parametrów pól lutowniczych dla płytek wielowarstwowych

W dziale Properties natomiast można wyróżnić takie opcje jak: – Designator – znacznik danego pola (numer wyprowadzenia elementu); – Layer – warstwa, na jakiej się on znajduje; – Net – ścieżka, do której jest podłączone dane pole lutownicze; – Plated – wybór tej opcji oznacza, że pole lutownicze będzie metalizowane. Ostatnim działem wartym omówienia jest Size and Shape. Możemy w nim zdefiniować osobne wymiary pola dla osi X oraz osi Y, natomiast w polu Shape możemy wybrać jego kształt (do wyboru mamy: Round – okrągły, Rectangle – prostokątny oraz Octagonal – ośmiokątny.

!

W przypadku przygotowywania płytek o liczbie warstw większej niż dwie, należy w dziale Size and Shape zmienić parametr na Top-Middle-Bottom lub w przypadku płytek wielowarstwowych na Full Stack, po czym określić wymiary i kształty pól lutowniczych dla każdej warstwy niezależnie.

W przypadku wyboru opcji Top-Middle-Bottom zmienia swój wygląd pole Size and Shape, w którym możemy osobno definiować parametry pola lutowniczego dla warstwy górnej, środkowej oraz dolnej (rysunek 5.151a). Gdy wybierzemy opcję Full Stack, wówczas dopiero naciskając przycisk Edit Full Layer Definition..., możemy przejść do definiowania rozmiarów i kształtów padów dla każdej warstwy w projektach wielowarstwowych (rysunek 5.151b). W standardowym przypadku otwiera się okno Pad Layer Editor, w którym możemy zdefiniować opisane wyżej parametry dla dwóch warstw płytki – górnej i dolnej, jak widać na rysunku 5.152. W momencie gdy odznaczymy opcję Only show layers In layerstack, okno Pad Layer Editor zmienia swoją postać, wyświetlając wszystkie możliwe do użycia war-

Rys. 5.152. Okno Pad Layer Editior

245

5.4. Edytor bibliotek PCB

Rys. 5.153. Wygląd okna Pad Layer Editior z wyświetlonymi wszystkimi warstwami projektu

stwy w projekcie, a dla każdej z osobna możemy zdefiniować odrębne parametry dla pola lutowniczego, co przedstawiono na rysunku 5.153. Chcąc zmienić kształt danych pól lutowniczych, zmieniamy parametr Shape dla każdego pola z osobna. W wyniku tego możemy uzyskać efekt, który pokazano na rysunku 5.154. Gdy dodatkowo zmienimy jeszcze rozmiary tych pól, podając inne wartości dla osi X i inne dla osi Y, edytowany przez nas element biblioteczny może wyglądać tak, jak na rysunku 5.155.

Rys. 5.154. Przykładowe kształty pól lutowniczych

Rys. 5.155. Wygląd pól lutowniczych po wprowadzeniu zmian w ich rozmiarach

246

5. Biblioteki

Rys. 5.156. Procedura zmiany kąta położenia danego pola lutowniczego

Rys. 5.157. Przykład nietypowej obudowy z rotowanymi punktami lutowniczymi

Często opłaca się stosować obracanie elementów bibliotecznych, ponieważ może się to okazać bardzo wygodne podczas tworzenia elementu o nietypowych wyprowadzeniach, jak przykładowo ilustruje rysunek 5.157. Obrót o dowolny kąt danego pola lutowniczego uzyskujemy w jego oknie edycyjnym, wpisując interesującą nas wartość w polu Rotation, jak pokazano to na rysunku 5.156. 5.4.3.3.

Edytowanie kształtu i rozmiaru obudowy elementu Skoro potrafimy już edytować elementy biblioteczne, wprowadzając zmiany w kształcie, rozmiarze oraz położeniu pól lutowniczych, skupimy się teraz na modyfikacji kształtu całego elementu. Załóżmy, że interesować nas będzie zmiana liczby pól lutowniczych omawianego wcześniej elementu. W pierwszej kolejności chcemy usunąć jedno pole lutownicze, a w drugim dodać dodatkowe, czwarte. Nie trzeba długo się zastanawiać, aby domyślić się, że konieczna będzie zmiana kształtu. Procedura ta jest bardzo podobna do czynności związanych z ręcznym trasowaniem ścieżek na płytce drukowanej lub zmianą ich kształtu. Wystarczy, że klikniemy w dowolną krawędź obudowy, a następnie skierujemy kursor w kierunku jakiegokolwiek uchwytu, przytrzymamy wciśnięty lewy klawisz myszki i przesuniemy daną krawędź w wybrane przez nas miejsce na planszy edycyjnej. Następnie postępujemy w analogiczny sposób z pozostałymi krawędziami, jak przedstawiono na rysunku 5.158. Jeżeli zmniejszyliśmy rozmiar omawianej przez nas obudowy, należy usunąć zbędne pole lutownicze, klikając na nim jednokrotnie lewym przyciskiem myszki, a następnie naciskając przycisk Delete na klawiaturze komputera. Natomiast, gdy została

a)

b)

Rys. 5.158. Zmiana kształtu obudowy elementu bibliotecznego

c)

247

5.4. Edytor bibliotek PCB a)

b)

Rys. 5.159. Ostateczny wygląd elementu bibliotecznego po wprowadzeniu zmian edycyjnych

Rys. 5.160. Wygląd elementu bibliotecznego po wprowadzeniu zmian edycyjnych obudowy elementu i pól lutowniczych.

poszerzona obudowa, należy dodać kolejne pole lutownicze, używając do tego celu przycisku Place Pad z paska narzędziowego PCB Lib Placement. Po wykonaniu wyżej opisanych czynności omawiany przez nas element może wyglądać jak na rysunku 5.159. Możemy jeszcze pokusić się o wprowadzenie zmian polegających na jednoczesnej zmianie kształtu obudowy i wprowadzeniu zmian edycyjnych dotyczących pól lutowniczych. Po wykonaniu powyższych czynności omawiany przez nas element biblioteczny wygląda jak ten pokazany na rysunku 5.160.

5.4.4.

Tworzenie nowych elementów Elementy biblioteczne wykorzystywane przez edytor płytek drukowanych są przechowywane w plikach o rozszerzeniu *.PcbLib, których struktura jest taka sama jak w przypadku bibliotek edytora schematów. Dlatego też bazę dostępnych elementów można swobodnie edytować, dodając lub usuwając elementy, a także zmieniając ich wygląd, rozmieszczając ich wyprowadzenia itp. Skupimy się teraz na dwóch podstawowych czynnościach, a mianowicie na dodaniu do biblioteki nowego elementu i usunięciu go. Jeżeli chcemy się pozbyć danego elementu bibliotecznego, należy go wskazać myszką w panelu PCB Library, po czym z menu Tools wywołać opcję Remove Component (rysunek 5.161a). Jednak należy pamiętać, że czynność ta jest nieodwracalna, dlatego też program po wykonaniu wyżej opisanej czynności wyświetli okno, przedstawione na rysunku 5.162, a)

b)

Rys. 5.161. Sposób usuwania oraz dodawania elementów bibliotecznych

248

5. Biblioteki

Rys. 5.162. Okno dialogowe potwierdzające chęć usunięcia danego elementu z biblioteki

w którym należy potwierdzić chęć usunięcia danego elementu z biblioteki, naciskając przycisk OK. Dodanie elementu do biblioteki jest możliwe po wybraniu z menu Tools>New Component (rysunek 5.161b). Czynność ta spowoduje uruchomienie kreatora wspomagającego projektowanie wyglądu nowego elementu i rozmieszczanie jego wyprowadzeń. 5.4.4.1.

Obsługa kreatora wspomagającego projektowanie elementów bibliotecznych Tworzenie obudów elementów z wykorzystaniem kreatora jest bardzo łatwe, ponieważ w każdym kolejnym kroku jego pracy możemy zdefiniować parametry wszystkich elementów tworzących ostateczny wygląd danego komponentu bibliotecznego. Po uruchomieniu kreatora wyświetla się okno powitalne, pokazane na rysunku 5.163. Po naciśnięciu przycisku Next kreator przenosi nas do kolejnego okna (rysunek 5.164), w którym możemy zdefiniować dwa bardzo ważne parametry już w pierwszej fazie tworzenia elementu. Pierwsza czynność polega na wyborze z listy rodzaju danego elementu, jaki chcemy tworzyć, np. rezystor, kondensator, układ scalony lub inny (w naszym przypadku wybieramy opcję Resistors). Druga czynność polega na wyborze obowiązującego układu jednostek miar podczas dalszych kroków kreatora. Do wyboru jest system calowy – Imperial oraz metryczny – Metric.

Rys. 5.163. Okno powitalne kreatora elementów bibliotecznych PCB

5.4. Edytor bibliotek PCB

249

Rys. 5.164. Okno wyboru rodzaju danego elementu

!

Informacje wyświetlane w kolejnych oknach kreatora zależą od tego, jakie parametry wybraliśmy w poprzednich etapach pracy kreatora.

Jeżeli np. wybraliśmy rezystor, to w kolejnym oknie kreatora będziemy musieli określić sposób jego montażu na płytce drukowanej. Do wyboru mamy dwa sposoby; Through hole – montaż przewlekany oraz Surface Mount – montaż powierzchniowy. Zostajemy przy opcji pierwszej, po czym naciskamy przycisk Next (rysunek 5.165). Po wyborze sposobu montażu w kolejnym oknie kreatora możemy zdefiniować rodzaj i wymiary pól lutowniczych służących do przylutowania wyprowadzeń ele-

Rys. 5.165. Wybór sposobu montażu projektowanego elementu

250

5. Biblioteki

Rys. 5.166. Wygląd okna edycyjnego parametrów otworów oraz pól lutowniczych

mentu (rysunek 5.166). Można również zadeklarować średnicę otworu wierconego w polu lutowniczym. Proponujemy dla naszego elementu bibliotecznego ustawić średnicę pola lutowniczego na 2 mm, a średnicę wierconego otworu na 1 mm. W kolejnym oknie kreatora definiujemy odległość pól lutowniczych od siebie (rysunek 5.167). W pierwszym tworzonym elemencie proponujemy wpisać wartość 15 mm. W następnym oknie kreatora będziemy ustalać szerokość elementu bibliotecznego i definiować szerokość linii, która będzie wyznaczała jego kształt na planszy edycyjnej (rysunek 5.168). Proponujemy szerokość ustalić na granicy 4 mm i w związku z tym, że nasz element będzie symetryczny, wpisujemy wartość 2 mm jako od-

Rys. 5.167. Wygląd okna odpowiedzialnego za definiowanie odległości pomiędzy polami lutowniczymi

5.4. Edytor bibliotek PCB

251

Rys. 5.168. Wygląd okna edycyjnego do definiowania szerokości elementu i szerokości krawędzi stanowiącej obrys elementu bibliotecznego

ległość od osi jego symetrii do bocznej krawędzi. Jako szerokość linii stanowiącej obrys elementu można wpisać wartość 0,2 mm. Kolejne okno kreatora zobliguje nas do podania nazwy projektowanego przez nas elementu. Kreator proponuje, w zależności od zdefiniowanego przez nas rozmiaru elementu, domyślną nazwę, w naszym przypadku będzie to Axial 0.6. Oczywiście możemy w tym miejscu zadeklarować dowolną inną nazwę, która nam będzie się kojarzyła z daną obudową np. Rezystor 15 mm. Gdy naciśniemy przycisk Next, ujrzymy ostatnie okno kreatora (rysunek 5.170). Wystarczy w nim nacisnąć przycisk Finish, aby ukończyć proces tworzenia danego elementu bibliotecznego.

Rys. 5.169. Definiowanie nazwy projektowanego elementu

252

5. Biblioteki

Rys. 5.170. Końcowe okno kreatora

Po zakończeniu działania kreatora w bibliotece na liście elementów pojawi się nowo utworzony przez nas element, występujący w bibliotece pod zdefiniowaną przez nas nazwą. Jego wygląd możemy obserwować na planszy edycyjnej edytora bibliotek PCB (rysunek 5.171).

!

Należy pamiętać, że proces projektowania innych typów elementów będzie przebiegał w podobny sposób, lecz zawartość okien kreatora oraz opcje możliwe do zdefiniowania będą się różniły od tych, które poznaliśmy podczas procesu projektowania rezystora.

Ze względu na to, że program oferuje użytkownikowi szeroką gamę elementów, jakie możemy utworzyć przy użyciu kreatora, przedstawimy teraz niektóre, najważniejsze okna kreatora pojawiające się podczas tworzenia innych typów elementów. Jeżeli zamierzamy do biblioteki dodać obudowę elementu typu DIP/DIL dla układu scalonego, w oknie kreatora, przedstawionym na rysunku 5.164, wybieramy opcję Dual In Line Package (DIP). W kolejnych krokach kreator będzie nas pytał o średnicę otworów, następnie o odległości pomiędzy nimi w osiach X i Y, co pokazano na rysunku 5.172. Ostatecznie kreator zada nam pytanie, z ilu pól lutowniczych ma się składać nasz element, przy czym pola te zostają rozmieszczane symetrycznie po lewej i prawej stronie obudowy, jak przedstawia rysunek 5.173.

Rys. 5.171. Wygląd obudowy rezystora tworzonego za pomocą kreatora obudów elementów

5.4. Edytor bibliotek PCB

253

Rys. 5.172. Okno definiowania odległości od siebie pól lutowniczych w elemencie typu DIP

Gdy zakończymy proces definiowania parametrów elementu bibliotecznego i pracę kreatora, na planszy edycyjnej pojawi się tworzony przez nas element biblioteczny, ilustruje go rysunek 5.174. Definiowanie elementów takich jak złącza krawędziowe przebiega nieco inaczej, lecz proces samego tworzenia opiera się na tym samym kreatorze. Musimy ponownie go uruchomić, po czym w oknie wyboru typu tworzonego elementu, przedstawionego na rysunku 5.164, wybieramy element o nazwie Edge Connectors. W kolejnym oknie kreatora (rysunek 5.175), definiujemy rozmiar pojedynczego styku złącza. Parametry wymagane przez program to szerokość – width oraz długość – height. W kolejnym kroku pracy kreatora jest wyświetlane okno pokazane na rysunku 5.176. Określamy w nim tylko i wyłącznie odległość pomiędzy sąsiednimi stykami złącza krawędziowego.

Rys. 5.173. Okno konfiguracji rozmieszczenia wyprowadzeń w obudowie typu DIP

254

5. Biblioteki

Rys. 5.174. Wygląd zaprojektowanego przez nas elementu typu DIP

Rys. 5.175. Definiowanie wymiarów pojedynczego styku złącza krawędziowego

Rys. 5.176. Definiowanie odległości pomiędzy stykami złącza krawędziowego

5.4. Edytor bibliotek PCB

255

Rys. 5.177. Określenie liczby styków i kierunku ich numerowania

Kolejne, ważne okno kreatora, jest odpowiedzialne za zdefiniowanie liczby styków w złączu krawędziowym. Na tym etapie mamy również możliwość określenia kierunku numerowania kolejnych styków poprzez kliknięcie myszką na zieloną strzałkę, widniejącą w oknie kreatora pod stykami (rysunek 5.177). Po zakończeniu pracy kreatora na planszy edycyjnej programu pojawi się zaprojektowany przez nas element; jego wygląd widać na rysunku 5.178.

Rys. 5.178. Przykładowy wygląd utworzonego elementu typu Edge Connectors

Rys. 5.179. Definiowanie sposobu oznaczania wyprowadzeń elementu typu PGA

256

5. Biblioteki

Rys. 5.180. Definiowanie rzędów oraz kolumn wyprowadzeń elementu typu PGA

Kolejną możliwością oferowaną przez kreator jest zautomatyzowane tworzenie obudów typu Pin Grid Arrays (PGA). Praca kreatora przebiega w standardowy sposób z tą różnicą, że inaczej jest definiowane oznaczenie wyprowadzeń (może być numeryczne lub alfanumeryczne) i w inny sposób są one rozmieszczane (rysunek 5.179). W kolejnym oknie kreatora definiujemy zasadniczy parametr, jakim jest liczba rzędów i kolumn elementu (Rows and columns). Ponadto możemy zdefiniować liczbę elementów znajdujących się w środku wnętrza elementu (Cutout) i ich liczbę w okolicy narożników (Corner) elementu, jak przedstawiono na rysunku 5.180. Po zakończeniu pracy kreatora na planszy edycyjnej programu pojawi się projektowany przez nas element (rysunek 5.181).

Rys. 5.181. Wygląd zaprojektowanego elementu typu PGA

5.4. Edytor bibliotek PCB

257

W podobny sposób tworzy się także inne rodzaje obudów. Możliwości kreatora są na tyle duże, że można zdefiniować obudowę dla dowolnego elementu, w tym także dla najnowszych, montowanych w obudowach typu BGA oraz CS (Chip Scale). 5.4.4.2.

Ręczne definiowanie elementów Elementy biblioteczne można również definiować bez użycia kreatora. Jest to uzasadnione w przypadkach, gdy możliwości kreatora nie są wystarczające do prawidłowego zdefiniowania elementu (np. gniazda BNC), którego wygląd przedstawiono na rysunku 5.182. Nie będziemy opisywali każdego kroku prowadzącego do ręcznego stworzenia elementu, gdyż czynności te są bardzo podobne do rysowania kształtu elementu w module SCH Library, przedstawimy jedynie najważniejsze zasady pozwalające na prawidłowe zaprojektowanie elementu. Pierwszy krok prowadzący do utworzenia elementu w sposób manualny polega również, jak miało to miejsce w przypadku pracy z kreatorem, na wyborze z menu Tools>New Component, jednak po otwarciu pierwszego okna kreatora naciskamy przycisk Cancel, co powoduje przerwanie pracy kreatora, a zarazem utworzenie nowego elementu (jeszcze pustego) w danej bibliotece o nazwie PCBCOMPONENT_1, co łatwo zauważyć w polu Components w panelu PCB Library (rysunek 5.183). Następnie można mu nadać swoją nazwę, nie robi się tego jednak, jak w przypadku edytora bibliotek schematowych, przez narzędzie Rename, lecz poprzez wybór z menu Tools>Component Properties..., jak widać na rysunku 5.184. Po wykonaniu ww. czynności na ekranie pojawia się okno PCB Library Component, w którym w polu Name możemy przypisać nazwę elementu, w polu Description dodać opis danego elementu bibliotecznego lub też zdefiniować jego wysokość w polu Height (rysunek 5.185). W tym momencie możemy już spokojnie przystąpić do ręcznego rysowania elementu bibliotecznego. Pierwszym krokiem prowadzącym do tego celu będzie rozmieszczenie pól lutowniczych, zdefiniowanie ich rozmiaru oraz kształtu. Jeżeli chcemy zdefiniować element montowany w sposób przewlekany, wówczas pola lutownicze umieszczamy na warstwie o nazwie Multi-layer. Tak więc przed umieszczeniem punktów na planszy należy uczynić aktywną tę warstwę. Wymaga

Rys. 5.182. Wygląd obudowy gniazda BNC

Rys. 5.183. Nowy element biblioteczny widoczny w polu Component

258

5. Biblioteki

Rys. 5.184. Wybór narzędzia do definiowania właściwości elementu bibliotecznego

Rys. 5.185. Wygląd okna do nadawania nazwy nowemu elementowi

to kliknięcia na zakładce z nazwą warstwy, która znajduje się w dolnej części okna edycyjnego (rysunek 5.186). Gdy odpowiednią warstwę mamy już aktywną, możemy przejść do umieszczenia na planszy interesującej nas liczby pól lutowniczych, dokonujemy tego, wybierając z menu Place>Pad (rysunek 5.187). Pole lutownicze można też umieścić na planszy, naciskając przycisk Place Pad , znajdujący się na pasku narzędziowym PCB Lib Placement. Po umieszczeniu pól lutowniczych powinniśmy zadbać o ich odpowiednie rozmieszczenie względem siebie, nadanie im właściwych kształtów, a także rozmiarów samych pól i otworów (czynności tych nie będę opisywał w tym miejscu, gdyż niczym się nie różnią od opisanych w rozdziale poświęconym poprawkom i modyfikacjom istniejących elementów w bibliotekach PCB Lib). Ostatecznie przechodzimy na warstwę TopOverlay i korzystając z narzędzia Place>Line, rysujemy obrys elementu (rysunek 5.188). W większości przypadków zdobyte przez nas umiejętności tworzenia elementów bibliotecznych powinny wystarczyć, aby poradzić sobie z narysowaniem dowolnego elementu i przypisaniem go do danej biblioteki. Jednak w przypadkach, w których wymagane będzie utworzenie elementu bibliotecznego składającego się z dużej

Rys. 5.186. Wybór aktywnej warstwy Multi-Layer do umieszczania pól lutowniczych

Rys. 5.187. Sposób umieszczania na planszy pola lutowniczego

Rys. 5.188. Sposób wyboru narzędzia do rysowania obrysu elementu bibliotecznego

259

5.4. Edytor bibliotek PCB

Rys. 5.189. Sposób wyboru narzędzia do specjalnego powielania skopiowanych obiektów

Rys. 5.190. Wygląd okna Paste Special

liczby pól lutowniczych, dodawanie każdego pola z osobna może okazać się czynnością dość żmudną. Przedstawimy teraz sposób, jak można ominąć tę niedogodność. W pierwszej kolejności należy na planszy umieścić jedno pole lutownicze, następnie zaznaczyć je myszką i w znany nam sposób (używając dowolnej techniki) skopiować go do schowka systemowego. Następnie z menu Edit wybrać polecenie Paste Special... (rysunek 5.189). Otworzy się okno o tej samej nazwie, w nim zaznaczamy opcję Paste on current layer, co w dosłownym tłumaczeniu oznacza: Wklej na bieżącą warstwę, po czym naciskamy przycisk Paste Array... (rysunek 5.190). Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie pojawi się okno Setup Paste Array, w którym będziemy definiować liczbę oraz sposób rozmieszczenia obiektów skopiowanych do schowka (rysunek 5.191). Okno to można też wywołać, naciskając przycisk Paste Array , mieszczący się na pasku narzędziowym PCB Lib Placement. W grupie Placement Variables ustalamy liczbę obiektów przeznaczonych do przenumerowania (Item Count), możemy także określić sposób numerowania kolejnych elementów (Text Increment). Wpisanie w okienku Text Increment cyfry „1” powoduje, że numery kolejnych elementów będą się zwiększały o 1. Jeżeli natomiast wpiszemy „3”, spowoduje to, że różnica pomiędzy numerami kolejnych elementów będzie wynosiła 3 (czyli numery będą następujące: 1, 4, 7, 10, 13,...).

Rys. 5.191. Wygląd okna konfiguracyjnego narzędzia Paste Array

260

5. Biblioteki

a)

b)

c)

d)

Rys. 5.192. Przykładowe sposób rozmieszczania elementów za pomocą narzędzia Paste Array

Grupa Array Type służy przede wszystkim do zdefiniowania rodzaju tablicy, w której mają zostać umieszczone obiekty. Jeżeli wybierzemy opcję Linear, to elementy będą umieszczane wzdłuż linii prostej. Możemy również elementy umieścić po okręgu, używając do tego celu opcji Circular. W przypadku wybrania liniowego sposobu rozmieszczania elementów, uaktywniają się okna Grupy Linear Array, w których możemy ustalić odległości pomiędzy obiektami. Wpisanie jakiejś wartości w pozycji X-Spacing spowoduje rozmieszczenie elementów w poziomie (rysunek 192a), natomiast wpisanie wartości wyłącznie w pole Y-Spacing skutkuje tym, że elementy umieszczone zostaną w pionie (rysunek 192b). Połączenie tych dwóch opcji razem spowoduje umieszczenie obiektów ukośnie. Przykłady tego typu rozwiązań widać na rysunkach 5.192c, d.

!

Jeżeli chcemy odwrócić kierunek układania obiektów na planszy edycyjnej, wystarczy w polach X, Y-Spacing wpisać wartości ujemne.

Jak już wspomniałem, za pomocą narzędzia Circular Array można ustawić obiekty po okręgu. Po uaktywnieniu tej opcji w oknie, w pozycję Spacing (degrees) wpisujemy kąt, o jaki mają być rozsunięte elementy względem siebie. Zaznaczenie opcji Rotate Item to Match powoduje, że rozmieszczane elementy są ponadto obracane wokół własnej osi. Po zaakceptowaniu wprowadzonych parametrów przyciskiem OK, należy wskazać na planszy dwa punkty, symbolizujące promień okręgu, względem którego elementy będą układane. Przykładowe ułożenie elementów przedstawiono na rysunku 5.193. a)

b)

Rys. 5.193. Sposób rozmieszczania elementów po okręgu: a) bez obrotu względem własnej osi; b) z obrotem o kąt 30 stopni

261

5.4. Edytor bibliotek PCB

W wyczerpujący sposób przedstawiono techniki ręcznego tworzenia elementów bibliotecznych i Czytelnik nie powinien mieć problemów z narysowaniem dowolnego kształtu takiego elementu.

5.4.5.

Raporty biblioteczne Edytor bibliotek PCB oferuje bogate możliwości tworzenia różnych zestawień i raportów. W celu lepszego zobrazowania możliwości dostarczanych przez wbudowane w program generatory raportów, do celów testowych wykorzystamy bibliotekę Miscellaneous Devices.PCBLib. Wybieramy w niej element o nazwie DIP_SW_ 8WAY_SMD, po czym na planszy edycyjnej powinien się pojawić element, zilustrowany na rysunku 5.194. Następnie z menu Reports wybieramy Component, zgodnie z procedurą, którą pokazano na rysunku 5.195. Po wykonaniu powyższych czynności na ekranie pojawi się tekst, zawierający informacje na temat wymiarów elementu, ilości części z jakich się składa oraz liczby pól lutowniczych itp. Informacje te zawiera listing 5.5. List. 5.5. Prykładowy raport o elemencie bibliotecznym DIP_SW_8WAY_SMD Component PCB Library Date Time

: : : :

DIP_SW_8WAY_SMD Miscellaneous Devices PCB.PcbLib 2006-05-15 09:33:22

Dimension : 0.888 x 0.46 in Layer(s) Pads(s) Tracks(s) Fill(s) Arc(s) Text(s) -------------------------------------------------------------------Top Layer 16 0 0 0 0 Top Overlay 0 52 0 0 9 -------------------------------------------------------------------Total 16 52 0 0 9

Kolejnym raportem, który można utworzyć za pomocą narzędzi dostępnych w edytorze bibliotek PCB, jest zestawienie wszystkich elementów znajdujących się w edytowanej bibliotece. Aby go wywołać, należy z menu Reports wybrać Library, zgodnie z procedurą przedstawioną na rysunku 5.196.

Rys. 5.194. Wygląd elementu DIP_SW_8WAY_SMD

Rys. 5.195. Sposób uruchomienia narzędzia generującego raport na temat pojedynczego elementu bibliotecznego

262

5. Biblioteki

Po wywołaniu omawianej procedury na ekranie programu pojawi się raport na temat wszystkich elementów bibliotecznych, zamieszczono go na listingu 5.6. List. 5.6. Raport z nazwami elementów znajdujących się w bibliotece PCB Library : Miscellaneous Devices PCB.PcbLib Date : 2006-05-15 Time : 09:37:12 Component Count : 52 Component Name ----------------------------------------------ABSM-1574 AXIAL-0.3 AXIAL-0.4 AXIAL-0.5 AXIAL-0.6 AXIAL-0.7 AXIAL-0.8 AXIAL-0.9 AXIAL-1.0 BAT-2 C1005-0402 C1608-0603 CAPR5-4X5 CC4532-1812 DIODE SMC DIODE-0.4 DIODE-0.7 DIP_SW_8WAY_SMD DIP-12/SW DIP-16-KEY DIP-P8/E10 DPDT-6 DPST-4 LED-0 LED-1 PIN-W2/E2.8 POLAR0.8 POT4MM-2 R2012-0805 RAD-0.1 RAD-0.2 RAD-0.3 RAD-0.4 RB5-10.5 RB7.6-15 SMD _LED SPST-2 SW-7 TL36WW15050 TRANS TRF_4 TRF_5 TRF_6 TRF_8

5.4. Edytor bibliotek PCB

263

VR2 VR3 VR4 VR5 VTUBE-5 VTUBE-7 VTUBE-8 VTUBE-9

5.4.6.

Sprawdzenie poprawności wykonania komponentu bibliotecznego – CRC Component Rule Check (CRC) to narzędzie służące do sprawdzenia poprawności zaprojektowanego komponentu. Za jego pomocą można wykryć dublujące się obiekty (takie jak pola lutownicze, opisy itp.). Można również sprawdzić, czy wszystkie

Rys. 5.196. Sposób wygenerowania raportu na temat elementów znajdujących się w bibliotece

Rys. 5.197. Sposób uruchomienia narzędzia CRC

Rys. 5.198. Wygląd okna narzędzia CRC

264

5. Biblioteki

niezbędne obiekty umieszczono na planszy edycyjnej. Uruchomienie tego narzędzia jest możliwe po wybraniu w menu Reports>Component Rule Check, jak przedstawiono na rysunku 5.197. Wygląd narzędzia CRC ilustruje rysunek 5.198. Po wyborze odpowiednich kryteriów, według których chcemy sprawdzić całą bibliotekę, należy nacisnąć przycisk OK. Jeżeli uzyskany raport nie będzie zawierał żadnych ostrzeżeń, oznacza to, że w bibliotece nie występują błędy. Przykładowy raport przedstawiono na listingu 5.7. List 5.7. Raport o błędach wykrytych w wybranej bibliotece Protel Design System: Library Component Rule Check PCB File : Miscellaneous Devices PCB Date : 2006-05-15 Time : 09:41:19 Name Warnings -----------------------------------------------------------------ABSM-1574 Shorted Copper Connection Between Pad Free-1(0mil,0mil) Top Layer And Pad Free-1A(104.331mil,-9.449mil) Multi-Layer ABSM-1574 Shorted Copper Connection Between Pad Free-2(464.566mil,0mil) Top Layer And Pad Free-2A(360.236mil,-9.449mil) Multi-Layer ABSM-1574 Shorted Copper Connection Between Pad Free-1A(104.331mil,9.449mil) Multi-Layer And Pad Free-1(0mil,0mil) Top Layer ABSM-1574 Shorted Copper Connection Between Pad Free-2A(360.236mil,9.449mil) Multi-Layer And Pad Free-2(464.566mil,0mil) Top Layer DIP_SW_8WAY_SMD

Offset Component Origin