protel 7.pdf
(
771 KB
)
Pobierz
154441887 UNPDF
Kurs Protela
Spotkania
z
Protelem
99
SE
Spotkanie 7
Mam nadzieję, że po naszych wcześniejszych
rozważaniach przemyślałeś sprawę elementów
bibliotecznych, wykorzystywanych do projekto−
wania płytek jednostronnych. Zanim wykona−
my wspólnie ćwiczenia praktyczne, koniecznie
musimy zająć się pewnymi kwestiami natury
ogólnej. Po pierwsze, najpierw musimy staran−
nie skonfigurować program, by pracował we−
dług naszych indywidualnych życzeń, a nie we−
dług swoich ustawień domyślnych. Po drugie,
moim zadaniem jest przekonać Cię, że projek−
towanie płytek za pomocą Protela, na pozór
bardzo skomplikowane i dziwne, w rzeczywisto−
ści jest lekkie, łatwe i przyjemne, ale pod warun−
kiem pełnego zrozumienia kluczowych zasad.
Na tym spotkaniu zajmiemy się pierwszymi
krokami przy projektowaniu płytki i zaczniemy
konfigurować Protela pod swoje potrzeby.
Płytka
Projektowanie płytki zaczynamy, gdy mamy
gotowy, sprawdzony schemat ideowy. Nieza−
leżnie, czy elementy „wrzucimy” automa−
tycznie, czy ręcznie, przed umieszczeniem
elementów zawsze musisz określić rozmiary
płytki. Możesz wprawdzie zrobić to ręcznie,
ale warto wykorzystać do tego kreatora
(
Printed Circuit Board Wizard
), uruchamia−
nego po poleceniu
F– N
(
File, New
) w za−
kładce
Wizards
. Z listy wybierz
Custom Ma−
de Board
i ustaw potrzebne parametry płytki.
Przykład pokazany jest na
rysunku 7
.
W Protelu w zasadzie wymiary płytki powin−
ny być określone w jednej z czterech warstw
„mechanicznych” (
Mechanical Layers
) –
patrz rysunek 7. W praktyce często obrys
w warstwie
KeepOutLayer
nadal określa jed−
nocześnie wymiary mechaniczne − to silne
przyzwyczajenie z dawnych czasów i daw−
nych programów.
Wbrew pozorom, jest to godny uwagi pro−
blem praktyczny. Ten szczegół należy ko−
niecznie uzgodnić z wytwórcą płytki – czy
wystarczy obrys płytki w warstwie
KeepOut−
Layer,
czy chce obrys w
MechanicalLayer
.
Nie próbuj jednak wyłączyć w kreatorze war−
stwy
Dimension Layer
przez wybranie
None
.
U mnie próba wyłączenia tej warstwy kończy
się zawieszeniem komputera. Bezpieczniej
jest wtedy ustalić wymiary mechaniczne ta−
kie same, jak obrys
KeepOutLayer
, przez
wpisanie liczby zero w okienku
Keep Out Di−
stance From Board Edge
, jak pokazuje
rysu−
nek 8
, co program przyjmie po komunikacie
ostrzegawczym. Nigdy nie uważaj, że wy−
starczy zaznaczenie obrysu płytki w war−
stwie
TopOverlay
– taki ewidentny błąd po−
pełniają często początkujący. Obrys w war−
stwie
KeepOutLayer
musi wystąpić na każ−
dej projektowanej płytce. Zwykle jest to
ścieżka o szerokości 10mil. Szerokość linii
nie ma znaczenia, obrys nie musi być prosto−
kątem, a dodatkowe obszary wewnątrz nie
zostaną „zaludnione”.
W piątym oknie kreatora trzeba wybrać
Trough−hole Components
(elementy przewle−
kane) zamiast
Surface−mount components
(elementy SMD) i koniecznie zmienić dopu−
szczalną liczbę ścieżek między sąsiednimi
punktami z 2 na 1 (
One Track
) – patrz
rysu−
nek 9
. Wtedy nie trzeba będzie nic zmieniać
w oknie szóstym – możesz tam jedynie zmie−
nić
Minimum Clearence
(minimalny odstęp)
z 13 na 12 milsów, ewentualnie
Minimum Via
Width
(minimalna średnica przelotki) z 63 na
70 milsów.
Rys. 7
Rys. 9
Z tego kreatora korzystaliśmy już na pierw−
szym spotkaniu. Możesz go śmiało wykorzy−
stywać. Ale możesz też zrobić inaczej, ręcz−
nie, tak jak we wcześniejszych programach:
zaznacz rozmiar płytki w warstwie
KeepOut−
Layer
. Ręczne lub półautomatyczne
umie−
szczenie obrysu płytki w warstwie KeepOut−
Layer to czynność absolutnie konieczna
,
by Protel dowiedział się, gdzie mają być
umieszczone elementy. Obowiązkowo za−
znacz więc w tej właśnie warstwie obrys na−
wet wtedy, gdy nie będziesz używać automa−
tów (
Autoplacer, Autorouter
). Teoretycznie
rzecz biorąc, warstwa
KeepOutLayer
służy
tylko do określenia obszaru „elektrycznego”,
gdzie umieszczane będą elementy i ścieżki.
Płytkę możesz zapisać jako wzorzec „dla
przyszłych pokoleń”, zaznaczając w następ−
nym oknie kratkę:
Save the board as template?
Zamiast korzystać z kreatora, można po
poleceniu
F– N
(
File, New
) wybrać z palety
Documents
płytkę drukowaną –
PCB Docu−
ment
. Pojawi się pusty obszar roboczy. Na do−
le kliknij zakładkę
KeepOutLayer
i w tej war−
stwie narysuj obrys płytki ścieżką (
P– T
).
Zwróć uwagę, że domyślnie obszar robo−
czy ma punkt zerowy (
Absolute Origin
)
w swym lewym dolnym rogu. Projektowaną
płytkę możesz umieścić w dowolnym punk−
cie ogromnego (100cali x 100cali) obszaru
roboczego. Nie umieszczaj rogu płytki
Rys. 8
Elektronika dla Wszystkich
Październik 2002
25
Kurs Protela
w punkcie zerowym 0, 0 (
Absolute Origin
),
tylko pozostaw margines z lewej strony
i z dołu płytki – przyda się podczas ręcznego
ustawiania elementów. Choć nie jest to ko−
nieczne, dobrym zwyczajem jest umieszcze−
nie dolnego lewego rogu płytki w punkcie
o współrzędnych 1000mil, 1000mil (lub le−
piej 2000, 2000), czyli w odległości jednego
lub dwóch cali od krawędzi obszaru robocze−
go. Płytka z
rysunku 10
spełnia to zalecenie.
Protel pozwala też błyskawicznie zmienić
jednostki „robocze”, pokazywane na dole,
w pasku stanu (milsy – milimetry) – można
to zrobić poleceniem
V– U
(
View, Units
) al−
bo szybciej, naciskając klawisz
Q
. Na począ−
tek, rysując obrys płytki, możesz przełączyć
się na milimetry, a potem przy umieszczaniu
elementów i prowadzeniu ścieżek używaj
miary calowej. Pasek stanu można włą−
czyć/wyłączyć poleceniem
V– S
(
View, Sta−
tus Bar
). Bieżące jednostki można wprawdzie
zmienić błyskawicznie
w podany właśnie spo−
sób, ale ważniejsze od
tych jednostek jest
ustawienie rastru (siat−
ki) i skoku kursora.
Skok kursora ustawisz w zakładce
Options
– patrz
rysunek 12
. W okienkach
SnapX, SnapY
(główny skok) koniecznie
wpisz 25mil. W okienkach
ComponentX,
ComponentY
możesz wpisać jednakowe war−
tości: albo 25, albo 50mil. Skok 50−milsowy
przy rozmieszczaniu elementów też jest bar−
dzo dobry. Proponowany domyślny skok 10
czy 20 milsów jest w przypadku klasycznych
elementów przewlekanych za mały – ma sens
tylko przy elementach SMD
Rys. 10
Raster, skok
kursora
Wbrew pozorom, nie
jest dobrze, jeśli skok
kursora oraz skok przy
umieszczaniu elementów i ścieżek będzie
bardzo mały. Dałoby to co prawda płynność
i dowolność ustawienia składników, jednak
przysporzyłoby innych istotnych kłopotów.
Jeśli chcesz, wypróbuj rastry o różnej gę−
stości. Ja na podstawie swojego doświad−
czenia
gorąco radzę Ci zawsze wykorzy−
stywać raster „kwadratowy” o jednako−
wym skoku w osiach X i Y, równym 25
milsów
. I tu początkujący miewają kłopoty,
ponieważ parametry związane z rastrem
i skokiem trzeba w Protelu ustawić niejako
trzykrotnie:
− pomocniczą siatkę widoczną na ekranie,
− skok przesuwu elementów,
− skok przy trasowaniu ścieżek i pokrewnych
elementów.
Wszystko ustawisz po wydaniu polecenia
D– O
(
Design, Option
) na dwóch zakład−
kach:
Layers
i
Option
. Rozmiary pomocni−
czej siatki ustawisz w zakładce
Layers
(
Visi−
ble Grid 1, Visible Grid 2
) – patrz
rysunek
11
, gdzie w tle powinieneś zobaczyć taką
siatkę.
Rys. 12
Choć to mniej ważny szczegół, możesz
przenieść punkt zerowy do dowolnego miej−
sca obszaru roboczego, jak to zrobiłem, przy−
gotowując rysunek 13. Umożliwia to polece−
nie
E– O– S
(
Edit, Origin, Set
) i kliknięcie
kursorem w wybranym punkcie. Ten kliknię−
ty punkt stanie się względnym punktem od−
niesienia (
Relative Origin
), zostanie zazna−
czony, jak na rysunku 10 i współrzędne będą
odtąd obliczane względem tego nowego
punktu odniesienia. Możesz go zmienić ko−
lejnym poleceniem
E– O– S
lub powrócić
do pierwotnego punktu zerowego polece−
niem
E– O– R
.
Ważną sprawą jest tak zwany
Electrical
Grid
– zapewnia znakomitą pomoc przy pro−
wadzeniu ścieżek. Ten
Electrical Grid
okre−
śla zakres przyciągania obiektów elektrycz−
nych podczas edycji. W praktyce chodzi
o ścieżki i punkty lutownicze. Zdarzają się
elementy, których wyprowadzenia nie są roz−
mieszczone w węzłach siatki 25−milsowej.
Przy ręcznym prowadzeniu ścieżki kursor
skacze po węzłach 25−milsowej siatki i nie
trafiłby dokładnie w środek punktu lutowni−
czego. Jeśli włączysz
Electrical Grid
i wpi−
szesz w okienko Range sensowną wartość
(np. 8...20mil), końce ścieżek zawsze trafią
w środki punktów, także tych umieszczonych
poza węzłami siatki. Możesz włączać/wyłą−
czać
Electrical Grid
w panelu pokazanym na
rysunku 12. Szybszym sposobem jest jedno−
czesne naciśnięcie klawiszy
SHIFT+E
. Pod−
czas trasowania ścieżek możesz też chwilo−
wo wyłączy
ć Electrical Grid
, naciskając kla−
wisz
CTRL
na czas operacji.
W okienku
Visible Kind
proponuję wybrać
linie (Lines), bo kropki (Dots) są moim zda−
niem mało widoczne − tym razem chodzi
o siatkę widoczną na ekranie, której parametry
ustaliliśmy na zakładce Layers (rysunek 11).
Chyba nie muszę Cię przekonywać, że
warto ustawić moduł jednej siatki zgodny ze
skokiem kursora, czyli 25mil. Ja ustawiłem
drugą widoczną na ekranie siatkę o rastrze
100mil, żeby podczas pracy łatwiej oceniać
odległości. Jeśli chcesz, możesz pozmieniać
kolory linii: (
T– P
, zakładka
Colors
).
Jednostki miary
A teraz kolejny istotny problem: w jakich
jednostkach podawać wymiary i odległości?
Do tej pory nieprzypadkowo często wspomi−
nałem Ci o milsach (1/1000 cala). Większość
elementów elektronicznych ma wyprowadze−
nia w rastrze calowym – na przykład klasycz−
ne układy scalone w obudowach DIL mają
wyprowadzenia w rastrze 100 milsów (0,1
cala). 100 milsów to dokładnie 2,54mm, ale
raczej nie zaokrąglaj tego do 2,5mm –
w przypadku dłuższych układów scalonych,
np. 40−nóżkowych, dałoby to niedopuszczal−
nie duży błąd (kiedyś mieliśmy kłopoty z do−
pasowaniem układów scalonych byłego
ZSRR, które miały wyprowadzenia w rastrze
2,5mm).
Przyzwyczaj się do miary calowej.
Przy projektowaniu płytek jest to naprawdę
wygodna miara, lepsza od milimetrów. Prze−
liczając milimetry na milsy pomnóż wymiar
w milimetrach przez 39,37. Przy przeliczaniu
milsów na milimetry podziel wymiar w mil−
sach przez 39,37. Za pomocą kalkulatora
Windows nie sprawi to żadnego problemu. Po
takich obliczeniach bez chwili zastanowienia
zaokrąglaj wynik do 25 milsów albo 0,5mm.
Rys. 11
Konfiguracja środowiska
Protel PCB to środowisko oparte na war−
stwach. To chyba nie budzi Twych wątpliwo−
ści. Warstwami są nawet linie czy punkty siat−
ki, obecne na ekranie podczas projektowania.
Uwaga! Nie ustawiasz tu skoku kursora,
tylko rozmiar siatki widocznej na ekranie –
na razie nie ma to nic wspólnego z wymuszo−
nym skokiem kursora.
26
Październik 2002
Elektronika dla Wszystkich
Kurs Protela
Według własnego uznania możesz włączać
i wyłączać widoczność poszczególnych warstw
na zakładce
Layers
po poleceniu
D– O
(
Design, Options
) według
rysunku 11
. Za−
znaczone okienka pokazane na rysunku 11
określają widzialność poszczególnych
warstw. Włącz tylko niezbędne warstwy,
przede wszystkim
Bottom Layer
i
Top Layer
.
Warstwę
Top Layer
włącz nawet wtedy, gdy
będziesz projektował wyłącznie płytki jedno−
stronne – będzie potrzebna dla zwór. Zwykle
nie ma potrzeby wyświetlania żadnych
warstw mechanicznych, znaczników wiertar−
skich (Drill ...), izolacyjnych masek lutowni−
czych (
solder mask
) ani warstwy kleju SMD
(
paste mask
). Ponieważ na typowej płytce si−
todrukowy opis wykonany jest farbą tylko od
strony elementów, włączymy jedną warstwę
opisu, mianowicie
Top Overlay
. Zwróć uwa−
gę na okienko
DRC Errors
– tu moglibyśmy
wyłączyć wizualną sygnalizację kolizji (błę−
dów) podczas projektowania. Choć jaskrawo
podświetlone fragmenty irytują początkują−
cych, którzy nie wiedzą, dlaczego program
sygnalizuje zastraszającą liczbę kolizji i błę−
dów, ale Ty w żadnym wypadku nie wyłączaj
tej sygnalizacji. Włącz też warstwę tymcza−
sowych połączeń (
Connections
); nie zaszko−
dzi też włączenie wyświetlania wielkości
otworów (
Pad Holes, Via Holes
).
Włączone kluczowe warstwy pojawią się
jako zakładki na dole okna, jak widać to na
rysunku 11. Klikając na te zakładki, możemy
przełączać aktywną warstwę (pracując nad
płytką, pracujemy niejako w jednej warstwie,
umieszczając tam ścieżki, napisy, itp.).
ścieżek. Zagadnienie to omówimy bardzo
szczegółowo na jednym z następnych spo−
tkań. Standardowo na początek wybiera się
opcję
Avoid Obstacle
, i wtedy Protel nie po−
zwoli Ci poprowadzić ścieżek w sposób koli−
zyjny – przekonasz się później, że to wbrew
pozorom nie jest wada, tylko duża zaleta. Nie
uważaj, że opcja
Ignore Obstacle
jest najlep−
sza i nie przyzwyczaj się do niej – to utrudni−
łoby Ci pracę w przyszłości.
Pod zakładką
Display
określasz parame−
try wyświetlania. U mnie wygląda to jak na
rysunku 14
(zmieniłem
Origin Marker
oraz
String
z 11 na 7. Warto wiedzieć, że zazna−
czenie opcji
Transparent Layers
pozwala
uczynić ścieżki półprzezroczystymi i zoba−
czyć nałożone na siebie składniki – efekt po−
kazany jest na
rysunku 15
.
nie wszystkich warstw –
Final
. Możesz też
wypróbować
Draft
, ale wyświetlanie kontu−
rów potrzebne i korzystne bywa niezwykle
rzadko.
Zakładki
Defaults
i
Signal Integrity
mo−
żesz z całym spokojem zignorować – to tro−
chę wyższa szkoła jazdy.
Po opisanym ustawieniu Palet wywoły−
wanych poleceniami
D– O
oraz
T– P
wstęp−
nie skonfigurowałeś środowisko. Na razie
naprawdę nie musisz rozumieć wszystkich
drobiazgów. To, co omówiliśmy, całkowicie
wystarczy, a do niektórych co ważniejszych
szczegółów jeszcze wrócimy.
Zadania domowe
Na tym spotkaniu omówiliśmy bardzo ważną
w praktyce sprawę określania rozmiarów płyt−
ki. Otrzymałeś też elementarne informacje
o konfiguracji programu. Potrafisz już ustawić
główne właściwości obszaru roboczego.
Zanim weźmiemy się za dalsze etapy two−
rzenia płytki, starannie przeanalizuj omówio−
ne dziś zagadnienia. Koniecznie poćwicz też
tworzenie płytek o różnych kształtach i wy−
miarach. Czy na przykład potrafisz za pomocą
kreatora zaprojektować płytkę syreny alarmo−
wej, do umieszczenia w obudowie przetworni−
ka PCA−100? Taka płytka musi mieć średnicę
50,5...51mm, czyli dokładnie 2000 milsów.
Poćwicz przygotowanie płytek za pomocą
kreatora
PCB Wizard
. Sprawdź, że jeśli
chcesz zapamiętać wzorzec (w przedostatnim
oknie kreatora), Protel zapisze go jako płyt−
kę, plik .pcb w projekcie
...\Design Explorer
99 SE\System\Templates.Ddb
. Oprócz wzor−
cowych płytek przechowywane są tam też
makra napisane w dialekcie języka BASIC
oraz wzorce arkuszy do schematów.
Dobrze byłoby, gdybyś wziął kilka obu−
dów plastikowych i zaprojektował do nich
porządne płytki bazowe. Obrys płytki za−
znacz w warstwie
KeepOutLayer
. Jeśli wy−
korzystasz kreatora, niech obrys w warstwie
Mechanical Layer
będzie taki sam, jak
w warstwie
KeepOutLayer
. Zwróć też uwagę
na kolejny konkurs.
Poćwicz też tworzenie płytek o nieregular−
nym kształcie. Czy za pomocą kreatora potra−
fisz osiągnąć kształt płytki, jak na
rysunku 16
?
Podpowiem, że trzeba w kreatorze wykorzystać
Rys. 13
Rys. 14
Preferencje
Zainteresuj się teraz bogatym oknem poja−
wiającym się po wydaniu polecenia
T– P
(
Tools, Preferences
). Szczegółowy opis zna−
czenia wszystkich okienek byłby zbyt ob−
szerny, a większość z nich ma niewielkie
znaczenie praktyczne. Dlatego proponuję,
żebyś sprawdził, czy u Ciebie pierwsza za−
kładka
Options
wygląda jak na
rysunku 13
.
Zaznacz
Editing options
,
Other
oraz
Compo−
nent drag
jak na rysunku. W grupie
Autopan
options
ja wybieram styl (
Style
)
Re−Center
,
bo inne style na dość szybkim komputerze
mnie denerwują z uwagi na dużą „bezwład−
ność” przesuwania. Ty możesz pozostawić
domyślny styl
Adaptive,
ewentualnie zmie−
niając wartości określające automatyczne
przesuwanie aktywnego obszaru roboczego
podczas edycji (
Speed
). Wypróbuj opcje pa−
noramowania
(Autopan options)
także z naci−
śniętym klawiszem
Shift
i dostosuj styl
i szybkość do własnych upodobań. Grupa
Polygon repour
niech Cię nie interesuje – nie
będziesz na razie z tego korzystał (chodzi
o przeprowadzanie ścieżek przez specyficzne
wypełnienia, zwane Polygons). Grupa
Inte−
ractive Routing
określa bardzo, bardzo waż−
ne właściwości podczas ręcznego trasowania
Rys. 16
Rys. 15
Kolory warstw możesz zmienić po−
leceniem
T– P
(
Tools, Preferences
)
w zakładce
Colors
, ale to są sprawy
oczywiste i dla większości użytkowni−
ków mało istotne. W zakładce
Show/Hide zaznacz pełne wyświetla−
Elektronika dla Wszystkich
Październik 2002
27
Kurs Protela
opcję Custom, jak pokazuje
rysunek 17
,
a w następnym oknie wpisać dwie liczby: jed−
ną dodatnią, drugą ujemną; jedna ma być zbli−
żona do wysokości płytki (Height), ale nie mo−
że być jej równa. Prawdziwa zagadka, prawda?
Wypróbuj możliwości, jakie daje opcja
Custom
w kreatorze, niezależne od tego, jak często bę−
dziesz wykorzystywał kreatora. Zastanów się,
jakie kształty płytek da się osiągnąć za pomocą
kreatora (
PCB Wizard
),
a jakie trzeba rysować „na
piechotę” z wykorzysta−
niem łuków (Arc) i linii.
Jeśli nie odpowiadają
Ci domyślne kolory
warstw, dobierz kolory we−
dług własnych upodobań.
Piotr Górecki
Rys. 17
28
Październik 2002
Elektronika dla Wszystkich
Plik z chomika:
salem20
Inne pliki z tego folderu:
protel 3.pdf
(1762 KB)
Protel 16.pdf
(155 KB)
protel 5.pdf
(1631 KB)
protel 6.pdf
(813 KB)
protel 8.pdf
(764 KB)
Inne foldery tego chomika:
Assembler
Książki
Kurs Bascom
Lutowawnie
Mikrokontrolery
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin