GEL 2004 Design II (modélisation)

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1 GEL 2004 Design II (modélisation) Réalisation PCB Capteur Position avec Altium Département de génie électrique et de génie informatique

2 Sommaire Circuit du capteur de position à réaliser sur PCB Environnement développement circuits électroniques Ouverture Altium Edition du plan du circuit Edition du Circuit Imprimé (Routage) Génération des fichiers de production du PCB Conclusion Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 2

3 Circuit du capteur de position à réaliser sur PCB Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 3

4 Circuit du capteur de position à réaliser sur PCB Filtrage Ref 2.5V Connecteur E/S Quelques ajouts utiles Voyant mise sous tension Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 4

5 Environnement développement Électronique Conceptualisation & présélection composants V cc+ R 1 V cc+ /2 R 1 R - + C V cc+ V o Méthode 2 CAO/Exp.simulée Production (robot Gravage) Méthode 1 Prototype Exp.) Prototypage (Breadboard) Édition du plan Simulateur circuit Altium Édition du PCB Routage Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 5

6 Ouverture Altium Démarrer Altium Menu File/New/Project/PCBProject Dans onglet Project/AddtoexistingProject Choisir Folder Débuter Projet Sélectionner les fichiers à gauche Double clic tous les fichiers pour les activer Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 6

7 EDITION DU PLAN DU CIRCUIT Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 7

8 Éditer le plan du circuit à réaliser Sélectionner Éditeur de Plan Exemple Tous les composants nécessaires pour le PCB du capteur de position à réaliser sont déjà dans le fichier Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 8

9 Édition du schéma Disposer les composants avec la souris pour faire le plan Menu Placer composant P Menu Wire pour faire les connections W Esc permet de sortir du mode «Placer» Un composant sélectionné peut-être orienté par barre d espacement ou par «miroir» x/y Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 9

10 Édition du schéma Réaliser le plan du circuit Double clic pour éditer chaque composant l un après l autre IMPORTANT: Mettre un «x» sur les broches non connectées (barre de menu du haut) Les alimentation Vcc et GND disponibles sur barre de menu du haut Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 10

11 Plan du PCB Capteur Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 11

12 Compilation et fermeture du schéma Vérifier messages la fenêtre «System» (menu View/ WorkspacePanel/System/Messages (avant de compiler pour voir si pbs d édition) Activer Project/Compile Document Si pas d erreur détectée à compilation du plan, l édition du plan est terminée Attention: à chaque nouvelle ouverture d un fichier avec un plan, il faut le recompiler Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 12

13 EDITION DU CIRCUIT IMPRIMÉ (ROUTAGE) Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 13

14 Édition et Routage du PCB Project/AddnewProject/PCB Fichier avec extension.pcbdoc Save As pour lui donner un nom Sélectionner le PCB Design/Import changes from PCBProject Il affiche: un PCB vierge Une fenêtre «EngineeringChange Order» avec les composants déjà reliés suivant fichier de plan: (composants et connections «net») Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 14

15 Plan to PCB Import Window Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 15

16 Édition et Routage du PCB Dans la fenêtre «EngineeringChange Order», Valider tous les composants en appuyant sur «Validate» en bas Toutes les pièces sélectionnées seront alors disponibles pour le routage des pistes du PCB On Valide par le bouton «Execute» en bas Fermer la fenêtre «EngineeringChange Order» sinon on ne peut pas continuer Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 16

17 Édition et Routage du PCB On sélectionne le PCB (en vert) en cliquant dans la fenêtre On Zoome avec la roulette de la souris On voit apparaître à côté du PCB une netlist avec tous les composants sélectionnés reliés par les connections imposées par le plan (celles-ci sont des connections «élastiques» virtuelles «rubber-band») On peut déplacer les composantes sur le PCB avec la souris, les connections «élastiques» virtuelles suivent On positionne au mieux les composants sur le PCB On peut utiliser la barre d espace pour faire des rotations On peut aussi placer les noms de composants pour la sérigraphie sur le PCB final Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 17

18 Blank PCB + Part + Rubber Band Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 18

19 Drag Part unto PCB Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 19

20 Édition et Routage du PCB On place au mieux en essayant de minimiser les croisement des connections «élastiques» La gestion des croisements qui resteront se fera par des pistes sur les deux faces du PCB («Top Layer» et «Bottom Layer») On peut aussi placer aux 4 coins du PCB des PADS qui correspondront après la gravure, aux trous de fixation sur un support. On les place avec l instruction «Place/Pad». La touche «Tab» permet de dimensionner le PAD (diamètre extérieur et diamètre intérieur) Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 20

21 PCB 2D View Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 21

22 Formater les couleurs de LS Window Dans le mode PCB, cliquer deux fois sur le menu «LS» en bas On peut ajuster les couleurs des différents objets pour le routage Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 22

23 Dimensions du PCB On peut imposer les coordonnées de l origine des axes sur le PCB dans menu Edit/Origin, on peut fixer les coordonnées du coin en bas à gauche à (0,0) par défaut Altium fixe l origine à (1, 1 ) des coins de la plaque Sur le «Keepout Layer», on peut tracer les lignes de découpes de notre PCB, utiliser instruction Place Line et dessiner un rectangle de dimensions maximales LA DIMENSION DE CE RECTANGLE EST IMPOSÉE POUR CE PROJET: 1.5 X 2 Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 23

24 Routage des traces sur le PCB On choisit le mode «interactive Routing» (routing manuel) On initialise la largeur des traces par défaut: Onglet Design/Rules/Routing/Width Dans Preferred size : mettre min à 25 mils, Max à 50 mils On peut utiliser 50 mils pour les traces des alimentations et du GND (faible impédance), 25 mils pour les autres traces Au tracé de la première trace on fait Tab et on choisit 25 mils et il va continuer avec cette largeur par défaut Pour les trous: Onglet Design/Rules/Routing/Viastyle/Routingvial on laisse les settings par défaut de Vialhole size Attention les trous ne sont pas métallisés: pour connecter les traces sur les deux faces du PCB (Top & Bottom Layers), il faut souder les broches des composants tels que R et C sur les trous en vis-à-vis sur les deux faces Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 24

25 Design Rules Setting Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 25

26 Routage des traces sur le PCB On travaille en priorité sur le Bottom Layer pour faire la majorité des traces de connection (traces bleues) Les conflits de croisement se gèrent alors en ajoutant des traces sur le Top Layer. (traces rouges) Attention: les sockets des composants multipattes ne peuvent se souder que sur le bottom layer (difficile de souder sur le Top Layer en dessous du socket ) Une fois le routage terminé, on le sauve, le PCB est terminé Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 26

27 Visualisation 2D du PCB Top/Bottom Copper PCB Bottom Copper PCB Top Copper PCB Top/Bottom Copper Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 27

28 Visualisation 3D du PCB On peut visualiser le PCB en 3 D et l examiner en perspective sur les deux faces Touche 2 vue en 2D Touche 3 vue en 3D Touche 0 ramener la vue à 0 degré Touche 9 rotation 90 degrés de la vue Vb voir le PCB vue de dessous Vf view Fit pour mettre plein écran Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 28

29 GÉNÉRATION DES FICHIERS DE PRODUCTION DU PCB Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 29

30 Génération des fichiers GERBER Il faut générer les fichiers GERBER qui seront envoyés dans notre cas au robot de gravage du service départemental Menu File/FabricationOuput/GerberFiles Fenêtre GerberSetup apparaît On doit d abord générer 3 fichiers GERBER pour le robot (colonne Plot): Top Layer Bottom Layer Keepout Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 30

31 Gerber General Setup Le robot utilisé utilise le format 2:4 Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 31

32 Gerber Layer Selection Sélectionner Top Layer Bottom Layer Keepout Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 32

33 Génération des fichiers GERBER Les fichiers s ouvrent sur l écran, on les sauve systématiquement On retourne à la fenêtre du PCB Menu File/Fabricationoutput/NcDrill On doit générer à présent un autre fichier GERBER avec la position des trous pour le perçage du PCB Mettre ok pour la résolution par défaut Sauver le fichier On doit récupérer 4 fichiers pour la fabrication: Fichier.GBL Fichier.GKO Fichier.CTL Et fichier de trous «TXT Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 33

34 NC Drill View Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 34

35 NC Drill Setup Le robot utilisé utilise le format 2:4 Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 35

36 Fichiers utilisés dans ProjectOutputs Fichiers à envoyer au robot de gravage du service départemental Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 36

37 Conclusion Les fichiers avec les librairies de base pour le PCB du capteur de position sont téléchargeables sur le site. Une seule date de remise des fichiers de gravage pour toutes les équipes sera communiquée par courriel. Livraison des PCB gravés 4 jours plus tard. Toute autre méthode de production ne sera pas gratuite. Hiver 2014 GEL 2004 Design II (modélisation) 37