EL PROGRAMA ARES TEMA 3_1: CREAR LA PLACA DE

I.E.S “ANTONIO MACHADO
ALCALÁ DE HENARES
(MADRID)
EL PROGRAMA ARES
C.F.G.S - 2º D.P.E
TEMA 3_1: CREAR LA PLACA DE CIRCUITO IMPRESO
o PCB
CCFF D.P.E. MÓDULO DE
PROYECTOS
1
Realización del diseño de la PCB
Seguidamente comenzaremos a realizar el rutado de una
placa PCB a partir del esquemático generado en ISIS.
*Paso 1. Trazado del contorno del circuito. Para ello
deberemos escoger el modo gráfico, pulsando sobre
cualquier botón de dicho modo, por ejemplo el rectángulo:
En segundo lugar deberemos escoger el modo trazado de
bordes de la placa
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Por último diseñamos nuestra placa con la herramienta 2D,
pero teniendo cuidado que la forma sea cerrada.
Seguidamente se dan algunas formas para el PCB
utilizando las diferentes herramientas 2G Graphics: box
mode, line mode, circle mode y line mode+arc mode
El primer problema que se nos plantea es como determinar
el tamaño de nuestra placa PCB, para ello es de utilidad
utilizar la herramienta de falso origen:
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Una vez seleccionada esta herramienta, el puntero del ratón
se transforma en:
, cuando hagamos click en cualquier
punto de la zona de trabajo, este punto se transformará en
el origen de coordenadas y las coordenadas de la situación
del ratón respecto a éste origen se mostrarán en la esquina
inferior derecha de la pantalla de ARES y en color rosa.
Falso
origen
coordenada
s 0,0
Coordenadas del final
de la línea, es donde
se encuentra el ratón
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*Paso 2. Posicionamiento de los componentes. En nuestro
caso todos los componentes que deseamos posicionar
disponen ya de un encapsulado definido.
Para realizarán esta acción se disponen de dos
posibilidades:
A.- Posicionamiento automático: lo realiza ARES, con lo
cual bastará con hacer click dentro del menú Tools en la
herramienta Autoplacer (es la que pasamos a estudiar):
O en el botón de la barra de herramientas
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La solución de colocación que nos da ARES en el caso de la
practica_1 es:
Las líneas verdes se corresponden con las uniones o Netlist.
Las amarillas (vectores de fuerza), nos indican el lugar de
posicionamiento óptimo para los componentes, cuanto más
cortas mejor es la posición del mismo.
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Si no nos gusta la solución propuesta podemos modificar la
situación de los componentes, seleccionándolos y luego
desplazándolos a donde nos interese:
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Paso 3. Con los componentes ya situados en su posición
final pasamos a realizar el rutado de las pistas. Como en el
caso anterior, existen dos posibilidades rutado automático o
rutado manual, (analizamos la primera).
Para lanzar esta utilidad lo podemos hacer mediante la
opción Autoruter del menú Tools, o bien haciendo click en el
botón Autoruter de la barra de herramientas:
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En ambos casos emerge una ventana de selección:
En ella podemos escoger el tipo de Grid de ruteado, las
pistas a rutar ..etc.
Hay que tener en cuenta que valores bajos de grid hace que
la densidad de pistas sea mayor, pero aumenta el tiempo de
solución del diseño. De momento dejamos el valor (50).
En cuanto a las pistas a rutar lo normal es que escojamos
rutear todas (All).
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El siguiente paso es seleccionar las estrategias de rutado,
para ello hacemos click sobre Edit Strategies con lo cual se
nos abre una nueva ventana:
En ella escogeremos la estrategia de rutado, el estilo de la
traza, vías, si el PCB es de una capa o de varias, etc…
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Si deseamos que el rutado sea a una sola cara deberemos
proceder como sigue:
Habiendo seleccionado Strategy→ Power en el primer par de
capas (Horz-Vert) seleccionamos como horizontal Par 1 la
Bottom Copper y en la vertical seleccionaremos NONE.
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Repetimos el proceso pero esta vez para Strategy→ Signal:
El resto de los valores lo dejamos tal y como se encuentran.
Al picar sobre OK tanto en esta ventana como en la anterior
comenzaremos a ver como se van trazando las pistas y se nos
da información sobre el avance del ruteado en la base de la
pantalla.
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Estrategia que
seguimos
Número de
pistas a
rutear
Número de
pistas ya
ruteadas
Número de
pistas no
ruteadas
% realizado
Finalmente, el resultado obtenido es:
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Como podemos observar el proceso se ha detenido y si
observamos la línea en la base de la pantalla comprobamos
que existen dos pistas sin rutear RF=2:
Para seguir avanzando, pulsamos OK en el mensaje de
advertencia:
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El resultado es:
Si pulsamos Undo (deshacer)
obtenemos:
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Hacemos ahora click sobre
y obtendremos:
Como podemos comprobar ha trazado casi todas las pistas,
sin embargo hay una netlist que ha quedado en verde, esto
significa que no ha resuelto totalmente el diseño. Hagamos
click en el botón Connectivity Rules Checker.
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Se nos mostrará una ventana emergente que nos indica:
No existe conexión entre el pin 2 de C2 y el pin 2 de XTAL1,
que es justamente el netlist que aparece en verde y que no
existen conexiones en el pin 14 del micro ni en el pin 3 del
LCD.
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Una de las posibles soluciones sería seguir editanto el diseño
manualmente.
Pero antes, probemos ahora con un grid menor o lo que es lo
mismo permitiendo una mayor densidad de pistas.
Volvemos a Auto Router y seleccionamos Grid de (25) y OK:
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El resultado es:
Donde el diseño ha sido solucionado y se han colocado todas
las pistas (100%) como muestra en la ventana inferior.
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Si ahora hacemos click sobre el botón Connectivity Rules
Checker:
ya no nos aparece ni siquiera la ventana que antes aparecía
indicando los errores, sin embargo en la parte inferior de la
pantalla aparece el mensaje:
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El Ancho de las Pistas
Hasta ahora no hemos prestado atención a la anchura de las
pistas, ni siquiera a la distancia mínima que deben existir
entre ellas veamos los posibles tamaños predefinidos que
existen en ARES para dichos elementos.
1. Pistas: seleccionamos el modo pistas (Track Mode)
Ancho
de
pistas
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Como se comprueba aparece una ventana con los diferentes
tamaños que van desde T8 hasta T500 la T indica que se
trata de una pista (Track) mientras que el número nos
indica el ancho de la pista en milésimas de pulgada.
Recuerde que:
1th = 25,4µm
40th= 1mm
Aunque existen numerosos valores
en la tabla, también podremos crear
una pista con ancho determinado y
que no se encuentre en la anterior lista.
Además una vez realizado el diseño de un
circuito impreso es factible modificar el ancho de cualquiera
de las pistas, siempre y cuando el rutado lo permita.
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Volvamos al diseño con el que hemos trabajado hasta ahora.
Como recordarás, cuando lanzamos el Autoruter, y
seleccionamos Edit Strategies, emergió la siguiente ventana:
En ella y en la casilla Trace Style, dejamos el valor
DEFAULT (por defecto), veamos cuál fue el tamaño que nos
incluyó ARES.
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El ruteado que realizó ARES fue:
En la presente pantalla cambiamos
el Grig de visualización a un 1th
(View →Grid→1th) y vamos
haciendo zoom
hasta conseguir que las pistas
ocupen exactamente un número
entero de retículas.
Podemos comprobar que el ancho de la pista es de 12th, este es
el ancho de pista que ha dado ARES para todo el diseño.
También lo podríamos haber comprobado con la herramienta
de medida.
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Veamos como cambiar el ancho de una o varias pistas sobre
un diseño ya realizado:
El primer paso será visualizar el diseño y seleccionar Track
Mode.
Estando en esta situación, seleccionamos la pista a modificar
con el botón derecho del ratón y como ya se describió, con lo
cual emergerá una ventana de selección:
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De entre todas las opciones escogemos Change Trace Style y
dentro de la nueva ventana de selección elegimos un ancho
de T20 :
Como podemos comprobar la pista posee un nuevo
ancho:
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Volvamos a editar el tamaño de la
pista para que sea de 40th o lo que
es lo mismo de 1 mm:
Ahora realizamos la operación
con la pista que está justamente
al lado, cambiando su ancho a 20 th.
Para ello la seleccionamos y en
las ventanas emergentes seleccionamos
el nuevo ancho.
Nos aparece un mensaje:
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En dicho mensaje se nos advierte que existen errores y nos
indican que pulsemos sobre el icono que se encuentra en la
esquina inferior derecha para visualizarlos:
los visualizamos :
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El error consiste en que existen dos puntos en los cuales la
distancia mínima entre pista y pista (Clearance trace-trace) no
se ha respetado, además en el diseño se marca con un círculo
rojo:
Las distancias mínimas entre
pistas, pistas y pads.. etc se
fijan en la ventana de edición
de Edit Strategias dentro del
menú de Autorouter
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En la anterior ventana se pueden
fijar dichos parámetros, que lo serán
para todo el diseño.
Volvamos ahora sobre las pistas.
Si en la ventana de edición de
estrategias seleccionamos un ancho
diferente, el cambio hay que efectuarlos
para las dos clases de pistas que
considera ARES: POWER y SEÑAL.
Hagamos la modificación para
que las pistas de SEÑAL posean un
ancho de 10th, mientras que las pistas
de POWER posean un ancho de 20th.
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