Tutorial d`utilisation de PROTEL DXP

Transcription

Tutorial d'utilisation de PROTEL DXP
Altium Designer, service pack 4
Version 2.2
Tutorial Protel DXP version 2.2
IUT Cachan
Altium DXP est un logiciel de CAO électronique permettant de saisir des schémas, de les simuler et de créer
les typons des circuits imprimés associés (c’est la partie Protel DXP). Il permet aussi de générer du code
VHDL pour des circuits logiques programmables et de réunir en simulation électronique numérique et
électronique analogique.
Voici un organigramme type de la chaîne de développement d’une carte électronique. Sur la gauche sont
indiqués en italique les outils utilisés pour chaque étape. En grisé, vous trouvez simulation et création du
typon, les deux parties pour lesquelles est fait appel à un logiciel de CAO.
Votre cerveau
Analyse du cahier
des charges
Bibliothèque,
cours
Conception
du schéma
Protel DXP
Simulation
Validé ?
non
oui
Protel DXP
Atelier CI
Création du typon
Gravure du circuit
imprimé et soudure
Salles de projet,
matériel d’essais
et mesures
Test de la carte
Validé ?
non
oui
Intégration circuit
dans le système
La première partie de ce tutorial vous guide dans la réalisation d’un premier circuit imprimé. La seconde
partie regroupe des indications sur les fonctions supplémentaires, notamment la simulation.
Ce tutorial n’est pas exhaustif. Protel DXP offre beaucoup d’autres possibilités. N’hésitez pas à consulter
l’aide en ligne du logiciel pour aller plus loin.
A chaque fois que vous trouvez une erreur dans ce tutorial ou une explication qui n’est pas claire, merci
d’envoyer aussitôt un mail à [email protected]. Cela permettra de faire les modifications pour la
version
suivante.
Ce
tutoriel
est
disponible
en
ge2s\y\commun\__E&R-1ereAnnee-MH__\Protel.
2
version
électronique
dans
le
répertoire
\\Pc-
IUT Cachan
Sommaire
Sommaire ................................................................................................................................ 3
1.
Créer un premier circuit imprimé......................................................................................... 4
Créer un projet .............................................................................................................................. 4
Créer un schéma............................................................................................................................ 5
Réaliser le typon (PCB) du circuit imprimé......................................................................................... 9
Réaliser le circuit imprimé ............................................................................................................. 14
2.
Simuler un circuit ............................................................................................................ 17
Création du projet ........................................................................................................................ 17
Saisie du schéma ......................................................................................................................... 17
Simuler un schéma....................................................................................................................... 21
3.
Les librairies ................................................................................................................... 24
Ajouter des librairies de composants .............................................................................................. 24
Créer une librairie pour un composant nouveau............................................................................... 24
4.
Options avancées pour la création d’un schéma .................................................................. 30
Miroir : ....................................................................................................................................... 30
Annotation automatique des composants........................................................................................ 30
5.
Options avancées pour la création d’un typon..................................................................... 31
La création du PCB....................................................................................................................... 31
Configuration de votre typon. ........................................................................................................ 32
Définition de la forme de votre carte .............................................................................................. 32
Exporter le schéma vers le typon ................................................................................................... 34
Définition des règles de routage .................................................................................................... 34
Routage ...................................................................................................................................... 37
Modifier un même paramètre pour plusieurs objets.......................................................................... 38
Créer un plan de masse et un plan d’alimentation ............................................................................ 39
Vérifier votre routage ................................................................................................................... 41
3
1.
IUT Cachan
Créer un premier circuit imprimé.
A travers ces quelques pages, nous vous proposons de réaliser pas à pas un circuit imprimé à l’aide de Protel
DXP et des outils de réalisation du bâtiment G.
La première chose à faire lorsque vous ouvrez Protel DXP est d’ouvrir ou de créer un projet. Sans cela,
aucun lien n’est possible entre vos fichiers de simulation et votre schéma, ou entre votre typon et votre
schéma. Il est donc impératif que vous travailliez TOUJOURS dans un projet.
Après avoir vu comment créer un projet, nous verrons comment saisir le schéma, et créer le typon du circuit
imprimé associé. La partie simulation est traitée dans la partie 3 de ce tutorial et réservée à votre prochain
projet sous Protel.
Nous vous conseillons d’avoir un répertoire par projet et de nommer tous les fichiers avec un nom intelligent
(bannir essai et schéma de votre répertoire de noms de fichiers). Pour limiter les problèmes d’encombrement
du réseau, travaillez pendant la séance sur le disque local (E: au bâtiment G) et à la fin de la séance, copiez
votre répertoire de travail sur votre compte (U:\).
Créer un projet
Ouvrez PROTEL DXP
Sélectionnez File → New → Project → PCB Project
Juste après avoir créé votre projet, enregistrez-le dans un répertoire associé à ce projet. Votre projet créé,
vous pouvez désormais y associer schéma, typon et fichiers de simulation (et bien d’autres choses encore).
4
IUT Cachan
Créer un schéma
Dans votre projet, sélectionnez File → New → Schematic
Avant
Après
Dès que votre schéma est créé, pensez à l’enregistrer dans votre répertoire, sous un nom intelligent.
En suivant les étapes qui suivent, vous allez créer le schéma ci-dessous :
VS
2 (+)
1 (-)
R1
Res
???
cny1
1
2
JPalim
A
E
K
C
CNY70
3
4
Sortie
R2
Res
???
VS
Librairies
Quand la feuille vierge de schéma est créée, vous pouvez lui associer une librairie. La seule librairie à utiliser
pour ce premier circuit est celle intitulée Gamel_Trophy_v3re3.intlib. Les empreintes de cette librairie ont été
dessinées en fonction des composants disponibles au magasin.
Copiez cette librairie depuis \\Pc-ge2s\y\commun\__E&R-1ereAnnee-MH__\Protel dans votre répertoire de
travail. Ensuite, lorsque vous êtes sur la feuille de schéma, cliquez sur l’onglet libraries à droite pour faire
apparaître la fenêtre libraries. (si l’onglet libraries ne s’affiche pas, vous pouvez ouvrir la fenêtre depuis
l’onglet system en bas à droite de l’espace de travail)
Dans cette fenêtre, cliquez sur libraries… → Project → Add Library… puis indiquez le chemin menant à votre
librairie.
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IUT Cachan
La librairie est désormais ajoutée à votre projet. Cliquez sur Close pour revenir à votre schéma. Vous trouvez
sur votre droite dans la fenêtre Librairies les composants de la librairie Gamel Trophy v3re3.
Ajouter des composants à un schéma
Dans la fenêtre librairie, vous pouvez remarquer qu’à chaque composant est associé un symbole et une
empreinte. Le symbole se retrouvera sur votre schéma et a autant de connexions possibles que votre
composant a de broches. L’empreinte se retrouvera sur le typon. En jaune est représentée la forme du
composant physique, vu de dessus. En gris, on retrouve les broches du composant, toutes associées à une
connexion du symbole.
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IUT Cachan
Pour qu'un PCB puisse être réalisé, il est indispensable que tous les composants du schéma aient une
empreinte (footprint en anglais).
Pour placer un composant, double-cliquez sur le nom du composant qui vous intéresse et déposez-le sur
schéma. Pendant le déplacement du composant, la barre d’espace permet de le faire tourner.
Cliquez à gauche pour poser le composant, puis à droite si vous n'en avez plus besoin. Pour supprimer un
composant, cliquez sur le composant et appuyez sur la touche Supprimer du clavier.
Déposez sur votre schéma deux résistances (res), un connecteur alim 2 points et un capteur CNY70.
Disposez-les de manière intelligente.
Pour zoomer utilisez les touches Pages down et Page Up.
Modifier les paramètres d'un composant
Pour modifier les référence, valeur et désignation d’un composant, double-cliquez sur le composant, la
fenêtre Component Properties apparaît alors :
Chaque composant doit avoir un désignateur unique pour l'ensemble des schémas d'un projet. Il est
préférable de garder le désignateur par défaut et de rajouter simplement un numéro à la place du point
d'interrogation.
Dans cette fenêtre, modifiez les désignateurs de tous vos composants et donnez une valeur à chaque
résistance.
Créer des connexions entre les composants
Vous avez désormais 4 composants sur votre schéma. Il faut réaliser les connexions entre eux.
Cliquez sur le bouton
(Place Wire)
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IUT Cachan
Cliquez sur le point de départ, relâchez, déplacez la souris jusqu'au point d'arrivée, cliquez encore. Lorsque
vous cliquez pour la seconde fois, la liaison est créée et le fil, interrompu.
La connexion n’est possible que lorsque s’affiche une croix rouge à l’extrémité de votre curseur. Si la croix
est grise, cela signifie que vous êtes dans une zone de connexion impossible.
Connexion possible de la résistance (croix rouge)
Connexion impossible de la résistance (croix grise ou rien)
Lorsque deux broches sont proches sur le schéma, il est possible de les connecter directement sans
l’intermédiaire d’un fil. Il suffit de glisser un composant au contact de l’autre, si une croix rouge apparaît, la
connexion est possible et se fera lorsque vous relâcherez.
Réalisez toutes les liaisons qui vous semblent utiles. Lorsque vous avez fini, pour quitter la fonction Place
Wire faîtes un clic droit. Votre schéma doit ressembler alors à celui-ci :
R1
Res
???
2 (+)
1 (-)
cny1
1
2
JPalim
A
E
K
C
3
4
CNY70
R2
Res
???
Ajouter des alimentations ou des masses
Pour pouvoir simuler un montage, il faut ajouter des sources de tension et une référence de tension (la
masse). Si vous placez différents symboles de masse (GND), ils sont implicitement connectés entre eux.
Inutile de rajouter des connexions avec des fils, cela allègera votre schéma.
pour ajouter une masse et sur le bouton
pour insérer une alimentation.
Votre schéma doit désormais ressembler à ceci :
VS
2 (+)
1 (-)
R1
Res
???
cny1
1
2
JPalim
A
E
K
C
CNY70
3
4
R2
Res
???
VS
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IUT Cachan
Nommer une connexion
Pour simuler facilement un schéma, il est préférable de donner un nom à chaque fil ou isopotentielle
(ensemble des points reliés au même potentiel électrique) rattaché à un signal utile.
Cliquez sur
(Net, icône placé après l’icône de placement de fils). Rajoutez un NetLabel à
l’isopotentielle sortie. En double-cliquant sur ce NetLabel, vous pouvez changer son nom. Nommez-le sortie.
ATTENTION : Il ne faut pas mettre d'espace dans le nom d'un NetLabel. Utilisez '_' pour séparer
des termes. L'utilisation d'espaces dans les NetLabel provoque des erreurs de simulation.
VS
2 (+)
1 (-)
cny1
R1
1
Res
???
2
JPalim
A
E
K
C
3
4
CNY70
Sortie
R2
Res
???
VS
Réaliser le typon (PCB) du circuit imprimé
Notre schéma réalisé, vient maintenant le temps de créer un ensemble de fichiers pour réaliser le circuit
imprimé.
La couche du dessus (Top Layer) est réservée au placement des composants. On y ajoutera des pistes que
lorsque c’est indispensable. La couche du dessous (Bottom Layer) est réservée aux pistes, on y ajoutera des
composants que lorsque c’est indispensable.
La couche Top Overlay contient les dessins des composants et la couche Mechanical est destinée à accueillir
vos cotations, vos lignes de contours de cartes, etc…
Voici un exemple de carte électronique double face (avec des pistes sur le dessus et le dessous).
Résistances,
Posées sur la couche du dessus.
Reliées aux pistes des couches
du dessous et du dessous
Composant en boîtier DIP,
Posé sur la couche du dessus.
Relié seulement aux pistes
de la couche du dessous
Piste de la couche du dessous
(on les voit à travers la plaque)
Connecteur,
Posé sur la couche du dessus.
Relié seulement aux pistes
de la couche du dessous
Piste de la couche du dessus
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IUT Cachan
Vous n’allez pas ici créer vous-même le PCB mais vous allez reprendre le PCB de base (il comprend
simplement la forme de la carte et la configuration des tailles de piste) fourni dans \\Pcge2s\y\commun\__E&R-1ereAnnee-MH__\Protel. Pour ajouter ce PCB de base, copiez-le d’abord dans votre
répertoire de travail.
Ensuite, dans la fenêtre projects (onglet à gauche de l’espace de travail ou présent dans l’onglet
system>project), cliquez avec le bouton droit sur le nom de votre projet et sélectionnez Add existing to
project… Indiquez ensuite le répertoire de travail où vous avez stocké le typon de base.
Exporter le schéma vers le PCB
Pour exporter le schéma vers le PCB, retournez sur votre feuille schéma et cliquez sur Design → Update PCB
document.
Dans la fenêtre qui s’affiche, vous voyez l’ensemble de vos composants et l’ensemble des connexions.
Décochez la case Add Rooms, Cliquez sur validate puis Execute.
Lorsque vous retournez sur votre typon, cliquez sur View → Fit Document. Vous voyez alors dans un coin
vos composants, reliés entre eux par des « cheveux », correspondant aux connexions du schéma.
Placement des composants
Vous devez réaliser le placement des composants (ceux-ci sont généralement placés, après l'importation, à
droite de la feuille). On commence par les rapprocher :
Amenez vos composants à coté (ou dans) les limites de votre carte, en les sélectionnant :
o
Cliquez et maintenez appuyé.
o
Déplaçez la souris pour que tous vos composants se retrouvent dans le cadre qui se dessine
au fur et à mesure.
o
Faites glisser les composants
Appuyez sur la touche ESPACE permet de faire effectuer une rotation du composant de 90° dans le sens
trigonométrique.
Quand vous placez les composants, il faut que les « cheveux » se croisent le moins possible et soient le plus
courts possible.
Appuyez sur la touche L permet de passer le composant sur la couche du dessous (c'est à dire de l'autre
coté de la carte). C’est le cas du capteur CNY70.
ATTENTION : Bien placer ses composants permet de simplifier le routage. Prenez beaucoup de
temps pour réfléchir à votre placement.
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IUT Cachan
Routage et règles d'or du routage
Bien router une carte c'est avant tout suivre certaines règles :
Définir l’unité de mesure comme étant les mm (metric).
Une piste a toujours une largeur supérieure ou égale à 0,4 mm
Plus il y a de courant, plus la piste doit être large. Les pistes de puissance (alimentation, masse,
moteurs…) par exemple doivent être de 1 mm de large au minimum.
Clearance (espacement entre deux pistes) : 0.6 mm et 1mm pour l’écartement avec les plans de
masse et d’alimentation.
Pour les vias, on choisit un diamètre intérieur de 0.8 mm et extérieur de 1.7mm
Vous devez absolument créer un plan de masse et un plan d’alimentation. On choisit arc
approximation et remove necks when copper a 1.2mm.
Une conclusion de tout cela, il ne faut plus prendre des valeurs exotiques, c’est terminé le paradis,
mais des valeurs comme 0.6, 0.7, 0.8 mm, etc.
Lorsque vous routez (lorsque vous tracez les pistes reliant les composants), il ne faut surtout pas
qu’une piste fasse une boucle fermée.
Il ne doit pas il y avoir sur un routage d'angles inférieurs à 90°.
OK
Limite mais bon
Interdit
Pour les inscriptions sur la face composants utiliser Mechanical 2 et pour les inscriptions sur la face
soudures Mechanical 3.
Une fois vos composants placés, il convient de transformer les cheveux en pistes. Cette opération s'appelle
le routage :
Sélectionnez la couche Bottom Layer
nommé Interactively Route Connections.
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IUT Cachan
Cliquez sur le point de départ, cliquez à chaque angle de la piste, jusqu'à ce qu'elle ait atteint son
extrémité.
Répétez l'opération tant que tous les cheveux ne sont pas devenus des pistes.
Avant
Après
Attention, mis à part les résistances et les capacités, la plupart des composants ne peuvent être connectés
qu’à des pistes situées sur la face opposée au composant. Le connecteur, situé sur la couche du dessus ne
peut être connecté qu’à des pistes de la couche du dessous. Le capteur CNY70 situé sur la couche du
dessous ne peut être connecté qu’à des pistes de la couche du dessus.
Pour passer d’une couche à une autre, on utilise la touche * ou les onglets situés en bas à gauche de
l’espace de travail. Un via permet de faire une connexion entre une piste du dessus et une piste du dessous.
Pour placer un via, Cliquez sur l’icône
nommée Place Via.
Comment modifier la largeur des pistes.
Les pistes usuelles doivent faire au minimum 0,4 mm et de préférence 0,5 mm et les pistes de puissance
GND et VS, au minimum 1mm de large.
Lorsque vous commencez à router une piste, appuyer sur TAB pour modifier la taille de la piste.
Si la piste a déjà été tracée, vous pouvez modifier sa taille en double-cliquant dessus.
Achever son routage
Une fois que vous pensez avoir terminé votre routage, vous devez vérifier que tout est convenablement
achevé :
Nous pouvons modifier manuellement les dernières distances exotiques existantes. Par exemple, pour
modifier toutes les dimensions des empreintes des résistances, sélectionnez une empreinte, cliquez droit
sur find similar objets, puis sélectionnez l’option same dans la ligne Hole size et taper enter. Saisissez la
nouvelle dimension et tapez enter et fermez la petite fenêtre. Pour revenir au PCB, cliquez sur clear en
bas à droite.
Cliquez sur Tools → Design Rule Check puis dans la nouvelle fenêtre, cliquez sur le bouton
12
IUT Cachan
Vérifiez dans la fenêtre qui s'ouvre qu’il n’y a pas d'erreur.
Imprimer le résultat.
Cliquez sur File → Page Setup.
Modifiez les paramètres pour obtenir :
Cliquez en suite sur le bouton Advanced…
La fenêtre qui s’affiche alors présente les différentes pages que vous allez imprimer :
Les Printout représentent les feuilles (en gris).
Les layers représentent les couches à afficher.
Parmi les couches (layers), on remarquera :
Top Layer et Bottom Layer représentent les couches du dessus et du dessous.
Multilayer est une couche où sont placés les éléments présents sur toutes les couches (les pastilles des
composants et les vias, éléments qui traversent la carte de la couche du dessus à la couche du dessous). Le
plus souvent, on place cette couche sur toutes les feuilles.
Top Overlay est la couche où sont placés les dessins des composants (en jaune sur votre typon).
Mechanical 1 est la couche où l’on trace les lignes et dimensions liées à la forme physique de la carte (en
violet sur le typon).
Modifiez, en utilisant les fonctions suivantes (accessibles en faisant des clic droits dans la fenêtre), les
couches imprimées sur chaque page, pour obtenir quelque chose de similaire à la fenêtre ci-dessous :
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IUT Cachan
En plus de ces feuilles correspondant aux couches des pistes (Top Layer et Bottom Layer), vous pouvez
créer aussi une feuille avec les dessins des composants (Top Overlay), on la nomme schéma d’implantation
des composants. Enfin, cliquez sur OK.
Cliquez Maintenant sur File → Print.
Vous récupérez les feuilles correspondant aux deux couches de votre circuit et le schéma d’implantation des
composants. Les deux premières doivent être imprimées sur des feuilles de calque et la dernière sur du
papier blanc.
Réaliser le circuit imprimé
Première étape : génération des fichiers gerber
Penser à faire le Mechanical1 pour délimiter le contour de votre carte; ce contour doit être fermé (sinon
pas de découpe de la carte une fois terminée).
Pour générer les fichiers gerber, ouvrez votre PCB et sélectionnez file/fabrication output/gerber files.
Dans l’onglet general, mettez vous en millimètre avec le format 4 :2.
Dans l’onglet layer, cochez top, bottom, mechanical1, mechanical2 et mechanical3, puis OK. Vous devez
voir apparaître toutes les couches superposées.
Retournez sur votre PCB et sélectionnez : file/fabrication output/NC Drill files.
Cochez millimeters et le format 4:2, puis OK par 2 fois. Vous devez voir apparaître tous les trous de
perçage.
Copiez tout le projet sur une clef USB ou dans votre répertoire de travail (U:\) : ce projet doit contenir un
dossier "projet output for pcb".
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IUT Cachan
Deuxième étape : migration des données sur le PC de la graveuse
Allumer l’ordinateur PC-LPKF1 et connectez-vous avec votre session, pour récupérer votre projet Protel,
ou importer tout le projet sur une clef usb, afin de le copier sur le disque E dans un répertoire à (votre
Nom). Ce projet doit contenir un dossier "projet output for pcb".
Sur le haut du bureau PC-LPKF se trouve un fichier CcamDriveD.exe, il faut le copier dans le dossier
"projet output for pcb".
Dans votre dossier, il faut exécuter CcamDriveD.exe, et répondre OK puis l'exécuter une deuxième fois
(Bug si on n'est pas Admin !!!!). Cet exécutable superpose pour vous toutes les couches utilisées et exporte
même le fichier, (renommé en) CAM.LMD, qui sera utilisé par la suite dans BoardMaster. Ce fichier se trouve
dans le répertoire E:\(VotreDossier)\ projet output for pcb \cam.
Troisième étape : Gravage
Il ne vous reste plus qu’à paramétrer le logiciel BoardMaster pour lancer le gravage de la carte. Pour cela :
Cliquer sur l’icône du bureau BoardMaster5.0. Si un message vous demande d'alimenter la machine,
allumer la graveuse (ouvrir le capot, l’interrupteur est sur le côté droit au niveau de la prise secteur et
refermer le capot).
Ouvrez le fichier .LMD généré précédemment Fichier/Importer/LMD ou LPTR, puis cliquer sur ouvrir. Par
défaut le typon est placé au centre de l'espace de travail, le rectangle gris au centre représente l'espace de
travail.
Cliquez sur l’outil parking, puis une fois l’outil garé, ouvrez le capot et mettez en place la plaque en
utilisant les trous préalablement percés à droite et à gauche. Finalisez l’installation en scotchant les coins de
la plaque au plateau blanc.
L’étape suivante consiste à positionner le typon sur la plaque d’époxy virtuelle. Cette plaque est séparée
par une ligne noire symbolisant la séparation entre la couche top et bottom. Pour déplacer le typon,
sélectionnez « déplacement d’un projet avec la souris » (icône jaune en haut à droite
). Placer votre
projet là où il y a du cuivre !!!
Afin de valider l’emplacement de la carte à usiner, positionnez l’outil en choisissant l'icône « déplacement
de la tête avec la souris » (croix
à gauche de l’icône parking) et cliquer dans les 4 coins de votre
projet pour vérifier qu'il ne déborde pas dans le vide. Cette étape est primordiale afin de ne pas usiner dans
le vide, ou tout simplement la machine !
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IUT Cachan
Ouvrez le magasin d’outils (icône au-dessus de l’icône VAC) et vérifiez que tous les outils nécessaires à la
réalisation de la carte sont présents.
Maintenant, vous allez usiner la carte, il y a cinq phases à exécuter dans l'ordre (pour un double face) :
MillingBottom, MarkingDrills, DrillingPlated, MillingTOP, CuttingOutside.
1.
La première couche à travailler est la face de dessous (soudure).
Cliquez sur l'icône
l’icône
, le projet passe alors en vert clair et pour lancer l’usinage, cliquer sur
. La graveuse utilisera la fraise, Universal Cutter 0,2mm, puis si necessaire End Mill
1,0mm. A la fin de l’usinage, cliquer sur OK. Si un message apparaît à l'écran, c'est qu'il vous
manque un ou plusieurs outils. Lisez alors le fichier HELP-GRAVEUSE disponible dans le répertoire
\\Pc-ge2s\y\commun\__E&R-1ereAnnee-MH__\Protel.
2.
Pointez le centre des trous avant le perçage (cela aide le foret à
ce centrer, donc à ne pas casser). L’outil Universal Cutter 0,2 marking est utilisé pour cela. A la fin
de cette seconde étape, cliquer sur OK.
3.
Une fois le pré perçage terminé, lancer la finalisation du perçage.
Vous avez à votre disposition un foret de : 0,6mm. 0,8mm. 0,9mm. 1,0mm. 1,2mm. Les trous
supérieurs à 1,2mm se font avec le Contour Routeur 1,0mm. A la fin cliquer sur OK.
4.
En passant sur Milling Top, le projet apparaît en rouge, face de
dessus (composants). Il faut alors retourner la plaque de cuivre dans la graveuse. Cliquez sur
l'icône
, le projet passe alors en rouge clair et pour démarrer l’usinage, cliquer sur l’icône
. A la fin, cliquer sur OK.
5.
Pour finaliser l’usinage, il faut lancer l’étape de découpe de la
plaque. Le Contour Routeur 1,0mm ou 2,0mm est utilisé. Cliquez sur l'icône
passe alors en jaune, et pour lancer le découpage de la carte, cliquer sur
, le contour
. A la fin cliquer
sur OK.
Une fois l’usinage terminé, rangez l’outil (icône Parking), éteignez la graveuse, sauvegardez le projet si
nécessaire et quittez le programme. Enfin, ôter la plaque et finissez de détacher votre circuit intégré.
Remarque 1 : à chaque étape, sélectionnez ALL+ et START.
Remarque 2: lors du choix de l’étape, vérifiez s’il est nécessaire de retourner la plaque de cuivre selon la
position du typon au-dessus ou au-dessous de la ligne noire. Si le typon se trouve sur la partie haute, alors
l’usinage a lieu sur le bottom.
Warning : Ne jamais ouvrir le capot de la machine lorsque la fraiseuse
est en marche, excepté s’il y a URGENCE (fumée, bruit anormal, fraise
cassée, etc. . .)
16
2.
IUT Cachan
Simuler un circuit
Dans l’organigramme présent dans l’introduction de ce tutorial, vous pouvez percevoir la place centrale de la
simulation dans la chaîne de développement d’une carte électronique. En effet, contrairement à la
programmation, la réalisation et les tests d’une carte électronique sont longs à effectuer. Toute modification
de la carte est fastidieuse et peut demander de recommencer toute la conception. C’est pourquoi il est
nécessaire de simuler vos schémas électroniques pour les valider avant de vous lancer dans la longue étape
de la réalisation du circuit imprimé.
Vous vous apercevrez rapidement du côté féminin de Protel DXP : lorsque vous faîtes une erreur, il s’en
souvient éternellement (jusqu’à la fin de la session)… Il faut donc prendre des précautions en simulation et
faire les choses correctement, dans l’ordre.
Pour vous guider dans les différentes étapes de la simulation, nous vous proposons un exemple simple : la
charge et décharge d’un condensateur.
Création du projet
Premièrement, nous ne le répéterons jamais assez, vous devez travailler dans un projet. On commence donc
par créer un nouveau projet : File → New → Project →PCB project. Vous enregistrez aussitôt ce projet avec
un nom intelligent dans un répertoire approprié du disque local étudiant (E : sur les postes du bâtiment G).
Saisie du schéma
Dans ce projet, vous ajoutez un schéma : File → New → Schematic. Vous enregistrez aussitôt ce schéma
dans le répertoire de travail créé précédemment. Vous obtenez le projet suivant :
Pour saisir le schéma, vous serez attentifs à n’utiliser pour les composants utiles que des composants qui ont
un modèle de simulation. En effet, nombre de composants n’ont pas de modèle de simulation (par exemple
un microcontrôleur, car le logiciel ne peut connaître le programme qui tourne dans votre microcontrôleur) et
ne peuvent pas alors être simulés.
Vous pouvez tout de même garder sur votre schéma des composants sans modèle de simulation si ceux-ci
n’interviennent pas dans le fonctionnement du circuit, par exemple un connecteur.
17
IUT Cachan
Tous les composants de base sont disponibles, avec un schéma de simulation, dans la librairie
Gamel_Trophy_v3r3.
Insérez sur votre schéma un condensateur. Double-cliquez dessus, modifiez son nom et sa valeur (1 µF). On
note uF les microFarads. Ajoutez de la même manière une résistance et modifiez son nom et sa valeur (10
kOhms).
Pour la simulation, il est indispensable d’avoir un potentiel de référence (la masse). Pour cela ajoutez une
masse à votre circuit et vérifiez que son nom est GND. Vous obtenez le schéma suivant :
Nous allons ensuite ajouter une source de simulation : vous trouvez les plus utilisées (source de tension
alternative, source de tension continue, générateur d’impulsions) dans la barre d’outils, comme le montre
l’image ci-dessous.
Vous trouverez un éventail complet de sources dans les librairies de simulation présentes dans le répertoire
(Altium\library\simulation). Voir la partie librairies pour cela.
18
IUT Cachan
Pour votre première simulation, et pour les suivantes très certainement, les sources disponibles dans la barre
d’outils suffisent. Choisissez le générateur d’impulsion 1 kHz et placez-le de la façon suivante. Ajoutez des
noms aux isopotentielles (Netlabels) aux endroits intéressants.
ATTENTION : les noms des Netlabels ne doivent pas comporter d'espace.
Il nous reste à régler les paramètres de ce générateur d’impulsions. Souvent les paramètres de simulation
ne sont pas immédiatement accessibles. Pour pouvoir y accéder, il faut suivre la procédure suivante :
Double-cliquez sur le générateur, la fenêtre suivante apparaît :
Double-cliquez sur Simulation dans la fenêtre Models, en bas à droite. Dans la fenêtre qui s'ouvre
désormais, cliquez sur l'onglet parameters.
19
IUT Cachan
Entrez les valeurs que vous souhaitez dans les champs utiles. La case à cocher Component parameter
permet d’ajouter le paramètre en question à la liste des paramètres disponibles sur la fenêtre
précédente. Choisissez d’ajouter les paramètres largeur d’impulsion (pulse width) et période (period).
Cliquez sur
.
Dans la fenêtre Component Properties, on retrouve alors les paramètres choisis. On peut les modifier
(choisissez par exemple une largeur d’impulsion de 50 ms et une période de 100 ms) et pour éviter
d’alourdir le schéma, on ne les rendra pas visible (case à cocher à gauche du paramètre).
Au vu des valeurs données pour la période le nom de 1KHZ pour ce générateur n’est pas approprié.
Profitez donc de la fenêtre ouverte pour lui donner un nom plus adapté.
20
IUT Cachan
Remarque importante : Pour les portes logiques, l’alimentation est cachée. Les portes compatibles TTL
(74xxnnn) sont reliées implicitement à VCC et GND et les portes CMOS (40xxx) sont reliées implicitement à
VDD et GND. En fonction des portes logiques utilisées, à vous de prévoir un Netlabel VCC ou VDD connecté
à la tension adéquate (respectivement 5 V ou une tension de 3 à 18 V).
Pour être sûr du nom de ces broches cachées, dans la fenêtre Component Properties des portes logiques,
cochez la case Show All Pins On Sheet (Even if Hidden), située en bas à gauche.
Simuler un schéma
Pour simuler facilement, affichez la barre d’outils de simulation (View→Toolbars→Mixed Sim). La barre
d’outils de simulation est composée d’un premier bouton pour lancer la simulation, d’un bouton clé à molette
pour modifier les réglages de la simulation. Vous ne vous servirez pas du dernier bouton.
Cliquez sur la clé à molette pour modifier les paramètres de simulation. Dans cette fenêtre, vous vous
trouvez par défaut dans la page General Setup. Vous pouvez indiquer ici les signaux que vous souhaitez voir
représentés.
L’indice i derrière un composant indique que l’on souhaite voir le courant dans le composant. Le
courant est défini comme allant de la broche 1 à la broche 2 du composant. (vous pouvez voir quel est le
nom d’une broche en glissant votre souris dessus sans cliquer).
L’indice p indique que l’on souhaite voir la puissance du composant. Les composants passifs sont
en convention récepteurs (on visualise la puissance reçue) et les sources en convention générateur (on
visualise la puissance fournie).
Choisissez à l’aide des flèches situées entre les deux colonnes de visualiser VE, VS, le courant dans la
résistance et la puissance dissipée par la résistance.
SimView Setup est une liste déroulante (en haut à droite) vous proposant de visualiser les signaux actifs
(ceux que vous avez placés dans la colonne de droite) ou les mêmes signaux que lors de la dernière
visualisation. Pour votre première simulation, vous choisissez bien entendu de visualiser les signaux actifs.
21
IUT Cachan
Ensuite, allez dans le menu Transient/Fourier Analysis pour régler les paramètres de simulation du
régime transitoire. Vous pouvez choisir d’utiliser les paramètres par défaut ou de rentrer manuellement
les paramètres. Dans votre cas, vous indiquez simplement le nombre de période (3 par exemple) que
vous souhaitez et le nombre de points de simulation par cycle (500).
Remarque : le mode AC Small Signal Analysis permet de faire de l’analyse fréquentielle et de tracer le
diagramme de Bode d’un circuit électrique. Cela vous servira au second semestre.
22
IUT Cachan
Cliquez sur OK puis lancez la simulation à l’aide de la touche « PLAY » de la barre d’outils de simulation.
Si votre schéma n’a pas d’erreurs, vous voyez alors apparaître les résultats de la simulation. En cliquant avec
le bouton droit sur une courbe, un menu contextuel vous permet d’ajouter de nouvelles courbes et de
modifier l’aspect des courbes. Dans la barre d’outils, vous trouverez aussi de quoi zoomer sur les parties
intéressantes des courbes.
Si votre schéma comporte des erreurs, une fenêtre message apparaît (si elle est cachée, vous pouvez la
faire apparaître à l’aide de l’onglet System en bas à droite de l’espace de travail (System→Messages). Cette
fenêtre vous indique les erreurs de votre schéma. Double-cliquez sur l’erreur pour retrouver celle-ci.
Remarque : Pour pouvoir simuler, il est important que le séparateur décimal de votre PC soit le point et
non la virgule. Vous pouvez changer cela dans le panneau de configuration du menu démarrer de Windows.
23
3.
IUT Cachan
Les librairies
Ajouter des librairies de composants
Si votre composant n'est pas dans la liste, il faut ajouter la librairie correspondante (souvent celle fournie par
le fabricant du composant). Ouvrez la fenêtre Library grâce à l’onglet situé à gauche de l’écran. Cliquez sur
le bouton
de la fenêtre Libraries :
Cliquez sur l’onglet Project puis sur le bouton sur le bouton Add Library…, et choisissez le constructeur de
votre composant. Les librairies des fabricants de composants sont dans le répertoire :
D:\Program Files\Altium\Libraries.
Attention, ces composants ne sont pas toujours simulables. Pour éviter les soucis liés aux protections du
réseau, il est préférable de copier la librairie dans votre répertoire de travail avant de l’ajouter à votre projet.
Pour obtenir les sources de simulation, vous devez charger la librairie \Simulation\Simulation
Sources.IntLib.
Vous pouvez trouver sur Internet, sur le site d’Altium une liste de composants constamment mise à jour. Le
composant que vous utilisez y a peut-être son empreinte.
Créer une librairie pour un composant nouveau.
Dans ce chapitre, nous allons voir comment créer une nouvelle librairie pour un composant qui n’est pas
référencé. Nous prendrons l’exemple d’un simple connecteur d’alimentation.
Créer un projet librairie intégrée (schémas et empreintes)
Créez le projet : File→New→Project→integrated library
Enregistrez ce projet dans un répertoire de travail au nom adapté sur le disque local étudiant.
Ajouter une nouvelle librairie de schémas à ce projet : File→New→Library→schematic library
Enregistrez cette librairie de schémas dans le répertoire de travail.
24
IUT Cachan
Ajouter une nouvelle librairie d’empreintes : File→New→Library→PCB library
Enregistrez cette librairie d’empreintes dans le répertoire de travail.
Créer un nouveau schéma de composant
Pour créer un nouveau composant, placez vous sur la feuille correspondant à la librairie de schémas
(.SchLib). Cliquez sur l’onglet SCH en bas à droite puis sur SCH Library pour faire apparaître la fenêtre
correspondant à votre librairie de schémas. Vous n’y voyez pour l’instant qu’un composant nommé
Component_1. C’est ce composant que nous allons modifier pour qu’il ressemble à notre connecteur.
D’abord, double-cliquez sur son nom pour afficher la fenêtre des propriétés du composant (Library
Component Properties). Vous pouvez alors modifier son désignateur et son descriptif (qui apparaît lorsque
vous cherchez le composant dans la librairie). Dans le désignateur, le « ? » permet ensuite d’utiliser la
fonction Annotate qui numérote automatiquement tous les composants dont le désignateur comporte un
point d’interrogation.
Dans la barre d’outils, choisissez parmi les fonctions de dessin, l’outil Place Rectangle.
25
IUT Cachan
Dessinez ensuite un rectangle à l’aide de la souris (un clic sur le bouton gauche aux deux coins opposés du
rectangle). Ce sera la forme du schéma de notre connecteur.
Puis, nous allons ajouter deux broches à ce connecteur à l’aide de l’outil Place Pin, situé au même endroit.
A chaque fois que vous ajoutez une broche (clic gauche de la souris), faîtes attention à la connexion (croix
grise en bout de broche) : elle doit être à l’extérieur du composant, c’est là que se connecteront les autres
composants. Dès qu’une broche est posée, double-cliquez dessus pour faire apparaître la fenêtre de
propriétés (Pin Properties).
26
IUT Cachan
Vous pouvez modifier le nom de la broche (Display Name). Par contre, ne modifiez pas le désignateur
(Designator). C’est lui en effet qui fera le lien avec l’empreinte que nous allons créer.
Enregistrez votre librairie de schéma.
Quand ce composant est terminé, dans la fenêtre SCH Library, vous pouvez en ajouter d’autres à l’aide de la
touche Add. Vous pouvez aussi utiliser les fonctions copier-coller pour récupérer des schémas dans d’autres
librairies.
Créer une nouvelle empreinte de composant
Pour créer une nouvelle empreinte, placez vous sur la feuille correspondant à la librairie d’empreintes
(.PcbLib). Ouvrez la fenêtre des options (Tools→Library options) pour choisir votre grille et pour choisir de
travailler en métrique et non en impérial si vous préférez.
Cliquez sur l’onglet PCB en bas à droite puis sur PCB Library pour faire apparaître la fenêtre correspondant à
votre librairie d’empreintes.
Si l’empreinte que vous souhaitez existe dans une autre librairie, ce qui est fort possible, nul besoin de la
redessiner (gardez votre temps pour réinventer le fil à couper le beurre…). Vous pouvez ouvrir cette
librairie : File→Open Project… Choisissez alors la librairie où vous pensez trouver l’empreinte. Il faut ouvrir le
fichier library package (.LibPkg) ou le fichier integrated Library (.IntLib) ce qui provoquera la restauration du
fichier Library Package. On ouvre ensuite la fenêtre PCB Library de cette librairie et par copier-coller, on
importe l’empreinte dans la fenêtre PCB Library de notre nouvelle librairie.
Si jamais votre empreinte n’existe pas dans une des librairies de Protel, vous devez la dessiner vous-même.
Vous ne voyez pour l’instant qu’une empreinte nommée PCBCOMPONENT_1 dans la fenêtre PCB Library.
C’est cette empreinte que vous allez modifier pour qu’elle ressemble à l’empreinte de notre connecteur.
D’abord, double-cliquez sur son nom pour afficher la fenêtre des propriétés de l’empreinte (PCB Library
Component). Vous pouvez alors modifier son nom.
27
IUT Cachan
Ensuite, pour dessiner l’empreinte, munissez-vous de la datasheet du composant pour avoir des cotations
très précises. Pour être précis dans le dessin, vous utiliserez les indications sur la position du curseur
présentes en bas à gauche. N’hésitez pas à zoomer à l’aide des touches PgUp et PgDn.
La convention veut que le dessin soit dessiné sur la couche Top Overlay, les pastilles étant quant à elles sur
la couche Multilayer. Les onglets en bas à gauche permettent de passer d’une couche à l’autre.
On utilisera les fonctions Place Line et Place Arc de la barre d’outils pour tracer le dessin de l’empreinte sur
la couche Top Overlay.
On utilisera la fonction Place Pad pour ajouter les pastilles. Pour chaque pastille, ouvrez la fenêtre Pad
Properties en double-cliquant dessus. Dans cette fenêtre, vous pouvez modifier la taille des trous (0,8 mm
pour une résistance par exemple), la taille des pastilles (au moins 0,8 mm de plus que le diamètre du trou),
la forme des pastilles (la pastille 1 est habituellement de forme carrée)…
Vous pouvez aussi donner à votre pastille des coordonnées exactes à l’aide de cette fenêtre (rubrique
Location X Y). C’est important pour que vos pastilles soient en face des broches du composant au moment
de souder.
28
IUT Cachan
Quand votre empreinte est terminée et que vous lui avez donnée un nom, enregistrez votre librairie
d’empreintes.
Générer la librairie intégrée
Une librairie intégrée (.IntLib) est composée de composants dont le schéma est associé à une empreinte.
Avant toute chose, il faut enregistrer de nouveau votre projet (File→Save Project).
Pour associer l’empreinte connecteur_alim à notre connecteur d’alimentation, retournez dans la librairie de
schéma, dans SCH Library. Double-cliquez sur le composant pour ouvrir la fenêtre de ses propriétés. Dans la
sous-fenêtre en bas à droite (Models for Connecteur d’Alimentation), cliquez sur Add… puis choisissez
FootPrint (empreinte en anglais). Pour trouver l’empreinte, cliquez sur Browse… et sélectionnez ensuite
l’empreinte que vous avez créée.
Vous pouvez alors compiler la librairie : Project→Compile Integrated Library xxx.LibPkg. La librairie intégrée
(xxx.IntLib) s’ajoute alors dans la liste de vos librairies installées. Vous pouvez vérifier que votre composant
est bien associé à un schéma et une empreinte.
29
4.
IUT Cachan
Options avancées pour la création d’un schéma
Miroir :
Appuyez sur X pour que votre composant effectue une symétrie axiale, verticale.
De même pour que le composant effectue une symétrie axiale horizontale, appuyez sur Y.
Appuyez sur la barre d’espace pour faire effectuer un quart de tour au composant.
Annotation automatique des composants.
Lorsque vous avez beaucoup de composants non annotés, il est un peu longuet de tous les numéroter les
uns après les autres, d’autant plus que chacun doit avoir un nom propre. Vous pouvez laisser au logiciel
cette tâche ingrate en utilisant la fonction : Tools→Annotate…. Dans la fenêtre, vous cliquerez ensuite sur
Update Changes list puis sur Accept changes. Dans la fenêtre qui apparaît, cliquez sur Validate puis Execute.
30
5.
IUT Cachan
Options avancées pour la création d’un typon
La création du PCB
Dans la 1ère partie du tutorial, vous avez vu comment importer un support de typon existant dans votre
projet. Vous allez voir ici comment créer vous-même le typon depuis le début. Le tutorial présente pour
l’exemple la création du typon associé au schéma simulé dans la partie 2. Un typon est bien entendu inclus
dans un projet. Sur le schéma, on rajoute un connecteur pour brancher un générateur à la place du
générateur de simulation. Le connecteur choisi est celui créé dans la partie 3. Ce connecteur qui n’a pas de
schéma de simulation ne modifiera pas les résultats de simulation.
Enregistrez votre schéma avant toute chose.
Pour créer le typon, à partir de votre projet, cliquez sur File → New → PCB. Enregistrez ce typon avec un
nom adapté dans votre répertoire de travail.
31
IUT Cachan
Configuration de votre typon.
Maintenant que votre typon vierge est apparu, il faut configurer les propriétés associées.
Cliquez sur Design → Board Options.
Deux écoles s’entretuent actuellement pour savoir si l’unité de mesure la plus pratique est le mm (système
metric) ou le mil (système imperial) pour réaliser un typon. De mon côté, je suis partisan du mm, plus
pratique lorsqu’il s’agit de dimensionner la carte, de réaliser des empreintes de composants (les datasheets
sont presque toutes en mm désormais).
Pour information, 1 mil =0,0254 mm
Vous pouvez aussi passer de l’un à l’autre, suivant que vous routez (plutôt l’unité mil) ou que vous dessinez
les contours de votre typon (plutôt l’unité mm).
Lorsque vous avez modifié l’unité de mesure (Measurement Unit), cliquez sur OK. Vous pouvez alors revenir
à la fenêtre Board Options pour vérifier si vos paramètres sont corrects.
Définition de la forme de votre carte
Pour optimiser l’utilisation de l’espace et l’intégration de votre carte dans son système, vous avez déjà très
certainement choisi les dimensions de la carte. Nous allons voir ici comment délimiter votre typon pour qu’il
ressemble à la carte désirée.
Pour commencer, vous allez tracer la forme de la carte sur la couche mécanique (mechanical). A l’aide des
onglets situés en bas à gauche, placez-vous sur la couche mechanical 1.
32
IUT Cachan
Choisissez dans la barre d’outil l’outil Place Line. Utilisez ces lignes pour tracer le contour de votre typon.
Pour plus de précision, passez ou repassez en mm. Vous pouvez aussi positionner précisément les
extrémités d’une ligne en double-cliquant dessus et en modifiant manuellement ses coordonnées.
Lorsque votre contour est terminé, veillez à ce qu’il soit bien fermé. Sélectionnez ensuite une à une toutes
les parties du contour à l’aide de Shift+Clic gauche.
Enfin, utilisez la fonction Design→Board Shape→Define from selected objects pour que soit pris en compte
votre contour comme contour du typon.
Vous obtenez ainsi la forme suivante :
33
IUT Cachan
Si votre typon est gris et non pas noir, c’est que votre contour n’était pas bien fermé. Annulez l’opération,
fermez votre contour et recommencez.
Il faut ensuite ajouter les trous de fixation de la carte. Pour cela, utilisez des pastilles (dans la barre d’outils,
vous trouverez l’icône Place Pad à côté de celle des Vias). Placez-les judicieusement puis double-cliquez
dessus pour en modifier les paramètres. Le plus souvent, on utilise des vis de diamètre 3 mm et donc les
paramètres suivants : Hole 3 mm, Xsize 3.5 mm et Ysize 3.5 mm. Dans cette fenêtre, vous pouvez aussi
indiquer précisément les coordonnées du trou (Location X et Y).
Exporter le schéma vers le typon
Pour exporter le schéma vers le PCB, retournez sur votre feuille schéma et cliquez sur Design→Update PCB
document.
Dans la fenêtre qui s’affiche, vous voyez l’ensemble de vos composants et l’ensemble des connexions.
Décochez la case Add Rooms, Cliquez sur validate. Vous voyez alors que le générateur d’impulsions est
indiqué comme n’ayant pas d’empreinte. Aucun problème, c’est un générateur de simulation, présent
uniquement pour la simulation. Cliquez Alors sur Execute.
Lorsque vous retournez sur votre typon, cliquez sur View → Fit Document. Vous voyez alors dans un coin
vos composants, reliés entre eux par des « cheveux », correspondant aux connexions du schéma. Placez
ensuite judicieusement vos composants sur le typon pour éviter les croisements entre ces cheveux.
Définition des règles de routage
La forme du typon dessinée, vous allez désormais configurer les règles de routage que le logiciel utilisera
pour le routage interactif (Interactive Routing) ou pour le routage automatique (Auto Route).
Pour entrer dans la fenêtre de configuration, cliquez sur Design→Rules… La fenêtre suivante s’ouvre alors.
34
IUT Cachan
Vous ne modifierez que les règles sur les largeurs de pistes (Width), l’espacement entre les isopotentielles
(clearance), les vias (trous permettant de relier une piste de la couche du dessous à une piste de la couche
du dessus), et les couches de routage.
Clearance
Pour éviter que deux pistes ne soient trop proches et au final, après une gravure moyenne, se touchent, on
choisit une clearance de 0,3 mm. Cette valeur permet tout de même de faire passer une piste entre deux
broches juxtaposées d’un composant en boîtier DIP.
Pour les plans de masse ou les plans d’alimentation (on les verra un peu plus loin), on choisit un écart plus
important. Il faut donc créer une nouvelle règle de clearance entre les polygones et toutes les autres pistes.
Cliquez avec le bouton droit sur Clearance puis avec le bouton gauche sur New Rule… Renommez cette règle
clearance_plan (dans la case Name.)
Pour spécifier que cette règle ne concerne que les plans (de masse ou d’alimentation), indiquez exactement
dans la case FullQuery : (InPoly). La règle sera effective entre les polygones (InPoly) et toutes les autres
pistes (All).
Modifiez ensuite la clearance à 1.5 mm ou 1 mm.
35
IUT Cachan
Width
Cette rubrique concerne les largeurs de piste. Pour pouvoir passer entre deux broches de composants DIP,
on choisira un minimum de 0,4 mm. Pour une piste suffisamment large pour la machine à graver, on choisira
une valeur “préférée” de 0,5 mm. Enfin, pour les pistes de puissance, on choisira une valeur maximum de
2 mm.
Les pistes de puissance sont celles dans lesquels vont passer des courants importants (i > 1A). Vous
considérerez toujours que la masse et l’alimentation sont des pistes de puissance, même si les courants y
sont relativement faibles.
Pour éviter l’échauffement des pistes et pour limiter la chute de tension due à la résistance d’une piste fine,
on utilise des pistes plus larges pour les pistes de puissance.
Ici, pour l’exemple, vous choisirez GND et Ve comme pistes de puissance. Pour cela vous devez rajouter une
nouvelle règle de largeur de pistes. Cliquez avec le bouton droit sur Width puis avec le gauche sur New
Rule… Dans la case Name, donnez un nouveau nom à cette règle (par exemple Width_puissance).
Pour définir l’ensemble des pistes concernées, cliquez sur le bouton Query Builder. Ensuite, vous choisirez
les isopotentielles (ou Net) concernées (une isopotentielle est un ensemble de pistes au même potentiel). La
règle s’applique si la piste appartient à l’une OU l’autre des isopotentielles sélectionnées. C’est donc un OR
qui sépare les différents Net.
36
IUT Cachan
Cliquez sur OK puis, de retour dans la fenêtre PCB Rules, modifiez les valeurs de largeur de pistes : 1mm au
minimum, 2 mm par défaut et 4 mm au maximum.
Routing Layers
Dans la partie Routing Layers, vous pouvez choisir les couches sur lesquelles vous allez router. Pour un
circuit simple face classique, on n’utilise que la couche du dessous pour mettre des pistes (bottom layer).
Pour un circuit double face, on utilisera les deux couches (bottom layer et top layer).
RoutingVias
Les vias sont les trous qui nous permettent de faire passer une piste d’une couche à l’autre. Pour que ces
vias soient faciles à souder, on choisit un diamètre de 1.7 mm. (valeur minimum, maximum et préférée)
Vous avez désormais fini de configurer les règles de routage de votre circuit, vous cliquez sur OK et êtes
prêts à router.
Remarque : Lorsque vous créez une nouvelle règle, elle est automatiquement prioritaire par rapport à la
précédente. Par exemple, une piste GND suivra la nouvelle règle Width_puissance et aura une largeur de 2
mm même si la seconde règle Width recommande une largeur de 0.5 mm pour toutes les pistes.
Routage
La première solution consiste à utiliser la fonction routage automatique du logiciel. Pour cela, une fois les
composants bien placés et les règles bien configurées, cliquez sur Auto Route→All. Dans la fenêtre qui
apparaît, vous gardez les paramètres par défaut et n’avez donc qu’à cliquer sur Route All.
Pour ôter toutes les pistes créées et recommencer, vous pouvez utiliser la fonction Tools→Unroute→All
37
IUT Cachan
Le routage automatique est loin d’être parfait (il est configuré pour des cartes gravées avec des machines
plus performantes que celle de l’IUT). Il est souvent utile de le reprendre ou de faire le routage soi-même
depuis le début. Vous devez obtenir quelque chose de semblable à ceci :
Modifier un même paramètre pour plusieurs objets
Une fonction intéressante lorsque vous voulez modifier plusieurs objets (pastilles, pistes…) sur votre typon
est la fonction Find Similar Objects. Pour l’utiliser, cliquez avec le bouton droit sur l’objet à modifier puis
choisissez Find Similar Objects. Dans la liste des paramètres proposés, choisissez same à chaque fois que
c’est un paramètre caractéristique des objets que vous cherchez à sélectionner. Ensuite, cliquez sur OK. Un
lot d’objets correspondant à vos critères est sélectionné. Dans la fenêtre inspector qui suit, vous pouvez
modifier en même temps des paramètres sur tous les objets sélectionnés.
Par exemple, si vous souhaitez modifier la taille du trou des deux pastilles du connecteur : Cliquez avec le
bouton droit sur la pastille, puis sur Find Similar Objects. Choisissez alors toutes les pastilles appartenant au
composant connecteur alim en cochant same pour ObjectKind Pad et pour Component Connecteur_alim.
Cliquez ensuite sur OK.
38
IUT Cachan
Sur le typon, seuls apparaissent les pastilles du connecteur. Dans la fenêtre Inspector, choisissez des trous
de 2 mm et tapez sur Entrée pour valider. Les tailles des trous des pastilles concernées changent. Il suffit de
cliquer sur l’onglet Clear en bas à droite de l’espace de travail pour revenir à une apparence normale du
typon.
Créer un plan de masse et un plan d’alimentation
Pour économiser le perchlorure de fer dans la machine à graver, pour éviter les problèmes de masse
flottante (le potentiel de la masse n’est pas rigoureusement le même en tout point du circuit) et pour
découpler au mieux l’alimentation, on ajoute aux cartes un plan de masse sur la couche du dessous (bottom
layer) et un plan d’alimentation sur la couche du dessus (top layer, uniquement pour les cartes en double
face).
Pour cela, cliquez sur l’icône Place Polygone Plane de la barre d’outil :
La fenêtre suivante apparaît alors :
39
IUT Cachan
La liste déroulante Layer correspond à la couche sur laquelle va être tracé le plan. Choisissez Bottom Layer
pour le plan de masse ou Top Layer pour le plan d’alimentation.
La liste déroulante Connect to Net correspond à l’isopotentielle à laquelle sera relié le plan. Choisissez GND
pour le plan de masse et VCC, VDD ou VS pour le plan d’alimentation.
Ensuite, Choisissez Pour Over All Same Net Objects pour que votre plan de masse recouvre les pistes de
masse.
Enfin, cochez l’option Remove Dead Copper pour éviter d’avoir des morceaux de plans non connectés à une
isopotentielle sur votre carte. (ce seraient dans ce cas des antennes captant toutes les perturbations traînant
dans l’air ambiant).
Cliquez sur OK et tracez le contour de votre typon en évitant les trous destinés aux vis. Vous obtenez
quelque chose qui ressemble à ceci :
40
IUT Cachan
Vérifier votre routage
Le vert pomme sous PROTEL DXP signifie qu'il y a une erreur. Si, sur votre carte, un ou plusieurs objets sont
verts, cherchez à résoudre les erreurs. (court-circuit, composants trop proches ou pistes de taille non
conforme aux règles.)
Lorsque le vert a disparu de votre typon, vous devez lancer la vérification automatique. Cliquez sur
Tools→Design Rule Check… puis dans la fenêtre qui apparaît, vous acceptez les options par défaut et cliquez
sur le bouton Run Design Rule Check.
Une fenêtre de message d’erreur apparaît. Un message d’erreur signifie qu’une règle a été transgressée. Si il
n’y a pas de message, c’est très bien. Lorsqu’il y a des messages, à vous de percevoir si a transgression de
la règle est grave ou non.
Les erreurs graves sont Short Circuit et Unrouted Net. La première indique un court-circuit (deux
isopotentielles qui se touchent) et la seconde indique que vous n’avez pas relié certaines pastilles.
Les erreurs de type Clearance et Width constraints traduisent un non respect des règles d’espacement des
pistes et de largeur de pistes.
Pour résoudre ces erreurs, vous pouvez double-cliquer sur le message. Une autre méthode consiste à utiliser
le filtre d’isopotentielles situé dans la barre d’outils. Ce filtre permet de n’afficher sur votre typon que les
éléments reliés à une même isopotentielle (Net). Pour cela, choisissez simplement une isopotentielle (par
exemple VE) dans la liste déroulante du filtre.
Cliquez sur l’onglet Clear en bas à droite de l’espace de travail pour revenir à un affichage normal.
Sauvegardez votre typon, imprimez (voir chapitre 1) le schéma d'implantation des composants. (Top
Overlay) et la liste des composants (Bill of Material). Lorsque vous avez vos composants et AVANT de
41
IUT Cachan
réaliser votre carte, vous devez vérifier que les composants réels correspondent aux empreintes du schéma
d'implantation des composants. En effet, pour les condensateurs notamment, il existe plusieurs empreintes
possibles et il n'est pas rare que le composant du magasin ne corresponde pas à votre empreinte.
Si l'empreinte n'est pas la bonne, modifiez-là dans les propriétés du composant : sur le schéma, doublecliquez sur le composant. La fenêtre Component Properties apparaît et en bas à droite, dans Footprint, vous
trouverez la liste des empreintes possibles.
Au dos du tutorial, vous trouverez les empreintes les plus communes pour chaque valeur de condensateur.
Mettez à jour le typon (Design→Update PCB Document), modifiez la ou les pistes concernées et imprimez
de nouveau le schéma d'implantation des composants. Vérifiez et lorsque composants et schéma
correspondent, vous pouvez imprimer les typons et réaliser la carte.
42
IUT Cachan
Quelle empreinte pour mon condensateur ?
Lorsque vous insérez un condensateur sur un schéma, dans la fenêtre Component Properties (en bas à
droite, dans le menu déroulant en face footprint), choisissez l’empreinte adaptée à la valeur de votre
capacité :
Capacités plastiques
Inférieur à 1 nF
Entre 1 nF et 100 nF
220 nF
470 nF
1 µF
choisir
choisir
choisir
choisir
choisir
Capacités chimiques
2,2 µF
choisir Ccv 1
4,7 µF
choisir Cch 4
10 µF
choisir Ccv 1
22 µF
choisir Cch 6
47 µF et 100µF choisir Ccv 2
Capa_2
Capa_4
Capa_6
Capa_9
Capa_2
Liste des raccourcis
Schematic
PW
pour
X
pour
Y
pour
Espace
pour
Page up
Page down
pour
Ctrl+Page Down
PCB
*
PT
placer un fil sur le schéma. (Place Wire)
un miroir vertical
un miroir horizontal
faire tourner le composant
pour zoomer
prendre du recul
pour voir tous les objets sur la page
pour changer de couche (si vous êtes en train de placer un fil, cela rajoute aussi un via)
pour placer une piste (Place Interactive Routing)
Tous
Ctrl+C
Copier
Ctrl+V
Coller
Ctrl+X
Couper
Ctrl+Z
Annuler
Ctrl+S
Enregistrer
Del
Supprimer
F1
Aide
TAB
Permet d’accéder à la fenêtre propriétés du composant ou de la piste déplacés
La molette de la souris permet de faire défiler l’espace de travail du haut vers les bas ou inversement.
Shift+molette de la souris permet de faire défiler l’espace de travail de la droite vers la gauche ou
inversement.
Les règles de routage
Clearance
Clearance_plans
Width
Width_puissance
Vias
0.6 mm
1.1 mm
minimum 0.4 mm
minimum 1mm
diameter 1.7 mm
preferred 0.5 mm
preferred 2 mm
43
maximum 2 mm.
maximum 4mm
IUT Cachan
A modifier pour la prochaine version
Les priorités dans design rules (bouton priorities en bas)
44

Tutorial d`utilisation de PROTEL DXP

Transcription

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