Come creare uno schematico di un PCB in Altium Designer

Eccoci qua: hai deciso di cambiare il software di progettazione PCB e hai scelto Altium Designer, dopo aver lavorato per quattro anni con OrCAD. È un cambiamento entusiasmante e sicuramente dovrai superare delle difficoltà durante il percorso di apprendimento per imparare a utilizzare tutti gli strumenti disponibili in questo ambiente di progettazione unificato al meglio delle loro potenzialità. L'abitudine potrebbe spingerti a ripetere vecchie procedure, per poi scoprire che sono disponibili tecniche più ottimizzate.

Ma fermiamoci un attimo. Prima di buttarsi a capofitto nella scoperta di questo nuovo strumento, c'è un passo importante da fare ed è chiedersi: "Come si crea uno schematico di un PCB?". Potresti sentirti sopraffatto da tutte le funzionalità disponibili, ma non preoccuparti. Che tu sia un progettista con decenni di esperienza o un ingegnere alle prime armi, devi considerare che tutti i progettisti di Altium hanno dovuto compiere esattamente lo stesso cammino.

Suddividere il processo del software in piccole fasi ci permette di acquisire, poco alla volta, le conoscenze che siamo in grado di assorbire. Avendo ben chiaro l'obiettivo, che è quello di creare un PCB completo e funzionante, possiamo quindi iniziare con il primo passaggio, ovvero la creazione di uno schematico sulla base del quale costruire il nostro PCB.

Come creare uno schematico di un PCB con un semplice schema per amplificatore audio

Sono un amante dei circuiti audio. Ho costruito diversi altoparlanti utilizzando PCB prodotti da altri, ma non ne ho mai creato uno in prima persona. Quindi, per questo primo PCB, volevo creare un amplificatore audio funzionante da poter utilizzare direttamente nel mio prossimo progetto.

Come base per questo lavoro, ho scelto di usare uno schema per un amplificatore audio molto semplice, utilizzando un circuito LM386. È dotato di un numero minimo di componenti ed è la scelta ideale per un primo progetto. Quando si crea il primo schematico, l'obiettivo è imparare a utilizzare strumenti e funzioni ed è bene partire con qualcosa di piccolo, con molto spazio che potrà poi essere riempito in seguito.

Per darti un'idea di cosa otterremo alla fine, qui trovi lo schematico dell'amplificatore sul quale lavoreremo:

 

 Schematico di un amplificatore audio

Schematico di un amplificatore audio semplice e completo in Altium Designer

 

Creazione di un nuovo schematico di un PCB

Il primo passo con cui iniziare un nuovo progetto, ovviamente dopo aver preso un buon caffè e aver fatto un po' di stretching mattutino, consiste nell'aprire un nuovo progetto PCB. Per farlo, è sufficiente selezionare il menu File > Nuovo > Progetto > Progetto PCB.

Dopo aver aperto il nuovo progetto, creeremo un nuovo foglio schematico sul quale posizionare i nostri componenti. Fai clic con il pulsante destro del mouse sul nuovo Progetto PCB e seleziona Aggiungi nuovo al progetto > Schematico.

In questo modo verrà creata una superficie vuota da utilizzare come base per lo schematico. Stai andando alla grande. Direi che è ora di fare cinque minuti di pausa.

Aggiunta delle librerie dei componenti

Abbiamo già visto come aggiungere le librerie dei componenti in Altium per avere a disposizione tutti i componenti che dobbiamo posizionare sullo schematico. Poiché utilizzeremo un semplice amplificatore operazionale LM386, aggiungeremo le librerie Amplificatori Texas Instruments e Funzioni speciali lineari.

Assicurati di conoscere adeguatamente questa procedura oppure aggiungi la pagina del blog dove viene spiegato ai tuoi preferiti, perché per i tuoi progetti futuri avrai bisogno di utilizzare tutte le librerie dei componenti rese disponibili da Altium.

Riquadro uno: aggiunta del componente centrale

Dopo la pausa, e magari dopo aver riempito di nuovo la tazza di caffè e aver aggiornato le librerie dei componenti, è arrivato il momento di cominciare a disegnare il tuo schematico. Io preferisco sempre iniziare posizionando i circuiti integrati iniziali, sulla base dei quali costruire poi i circuiti. In questo caso, cominceremo posizionando l'unità LM386 al centro della nostra pagina.

Cercando la voce LM386 nella barra di ricerca delle librerie, otterremo alcuni risultati. Come punto di partenza, direi di selezionare il primo componente visualizzato (LM386M-1). Nel corso del nostro lavoro possiamo leggermente modificare i nomi di questi componenti.

Fai clic e trascina il circuito integrato nella pagina dello schematico. Dovresti ottenere un risultato simile a questo:

 
 
 Creare uno schematico di un PCB

Schematico quasi vuoto in Altium Designer su cui è stato inserito un circuito integrato

 

Può darsi che tu sia abituato a iniziare i tuoi progetti in un modo diverso da questo oppure che tu segua procedure di progettazione personalizzate per posizionare i componenti sullo schematico; in ogni caso, a me piace sempre avere un componente centrale attorno al quale posizionare i componenti di riferimento.

Modifica dei valori dei diversi componenti

Come potresti aver notato, nell'immagine il codice articolo del mio circuito integrato (LM386) e l'identificatore (U1) sono leggermente diversi rispetto ai nomi specificati nella libreria. Ho rimosso la stringa "M-1" finale, per mantenere il circuito integrato più generico; per i nostri scopi, infatti, potremmo aver bisogno di un diverso metodo di montaggio, a seconda del PCB finale che vogliamo creare.

Per modificare i valori del circuito integrato, è sufficiente fare doppio clic sul valore da modificare. Sulla barra di ricerca a destra, ti viene chiesto di immettere un valore:

 
Creazione di uno schematico per PCB
Schematico con circuito integrato centrale, che mostra le proprietà del componente
 

Dopo aver immesso il codice articolo e l'identificatore appropriato, possiamo procedere con l'inserimento di altri componenti.

Inserimento di componenti di riferimento nello schematico

Così come abbiamo fatto per il primo passaggio, effettueremo ora una ricerca nel database delle librerie per trovare i componenti di riferimento (tappi, resistori, batterie, altoparlanti) da posizionare attorno al circuito integrato e tramite i quali si porterà quasi a compimento lo schematico.

Per trovare i componenti con i quali iniziare, invece di cercare nella libreria Texas Instruments, ho utilizzato la libreria Dispositivi vari. Sapendo di poter modificare ogni valore man mano che procediamo, possiamo selezionare i componenti di base e modificarli in una fase successiva con i valori che ci servono.

In questa fase, tuttavia, è importante definire e modificare i valori dei componenti a seconda delle necessità del proprio progetto e quindi documentare la comunicazione necessaria. Per questo progetto di amplificatore, il posizionamento finale dei componenti sarà più o meno questo:

 

Creare uno schematico di un amplificatore audio

Schematico con tutti i componenti necessari

 

Dopo aver inserito tutti i componenti sulla scheda, possiamo cominciare a collegarli agli elementi a essi vicini.

Aggiunta di una porta per l'input audio

Naturalmente, in molti progetti sarà necessario inserire degli elementi da usare come riferimento. Ai fini della realizzazione di questo amplificatore, dovrò segnalare da dove arriverà l'input audio. Invece di lasciare degli appunti nel punto in cui inserire l'input audio, aggiungerò allo schematico una porta, che manipolerò successivamente, in cui inserire tale informazione.

Se vuoi inserire una porta, per riferimento o per necessità, sulla barra degli strumenti in alto seleziona Posiziona porta, quindi posiziona questo riferimento sullo schematico, così come faresti per un componente.

Puoi modificare il testo a tuo piacimento e, mi raccomando, se scrivi qualcosa di provvisorio nell'etichetta della porta, ricordati di modificarla prima di passare lo schematico al tuo team! Puoi vedere un esempio della porta aggiunta nell'immagine in basso:

 

Schematico con indicazione sulla porta di riferimento situata sul lato sinistro

 

Posizionamento della messa a terra all'interno dello schematico

A questo punto decidiamo di aggiungere la messa a terra al progetto. Nessun circuito è completo senza la messa a terra, quindi qualsiasi momento è buono per inserirla.

Come abbiamo fatto per posizionare la porta sul nostro diagramma, sulla barra degli strumenti in alto selezioniamo Porta di alimentazione con messa a terra. Quindi posizioniamo tutti i punti di messa a terra sui diversi pin presenti sul nostro circuito. Assicurati di seguire le migliori prassi relative alla messa a terra e aggiungi facilmente i punti di messa a terra: grazie ad Altium queste fasi importanti nel processo di creazione dello schematico sono davvero molto intuitive.

Se lo spazio è ridotto, posiziona la messa a terra lontano dal pin: la collegheremo poi nella fase successiva tramite cablaggio. Al termine dell'operazione la scheda avrà più o meno il seguente aspetto:

 

Aggiunta dei punti di messa a terra allo schematico, collegati ai diversi componenti

 

Tieni in ordine il cablaggio

Hai quasi terminato le fasi iniziali della realizzazione di uno schematico. Prima di fare un'altra pausa, tuttavia, devi pensare al cablaggio del tuo progetto. Per collegare ogni componente alla rispettiva controparte, apri la barra degli strumenti in alto e seleziona lo strumento Posiziona i cavi.

A questo punto, ti basta fare clic sul pin dal quale far partire il cavo e poi sul pin nel quale il cavo deve terminare. In questo esempio, poiché stiamo lavorando su un progetto prestabilito e sappiamo quindi quali componenti devono essere collegati ad altri, la fase di cablaggio è abbastanza immediata.

Se hai effettuato le operazioni descritte in questa pagina o se hai realizzato un tuo progetto, lo schematico avrà le stesse caratteristiche di questo o sarà comunque molto simile all'immagine in basso:

 

Schematico con circuito integrato centrale, che mostra le proprietà del componente

 

Sembra incredibile, ma hai appena creato il tuo primo schematico con Altium Designer! Datti una bella pacca sulle spalle, perché hai appena fatto il primo passo sulla strada del successo nella realizzazione dei PCB. Salva il progetto con un nome e preparati alle fasi successive, nelle quali creeremo il layout PCB fisico.

Sebbene questo sia solo un esempio molto semplice di cosa è possibile fare con l'acquisizione degli schematici Altium, esistono una miriade di altre risorse online, che spiegano come utilizzare lo strumento di acquisizione dello schematico in modo ottimizzato ed efficiente, tra cui:

●      Documentazione Altium sugli schematici

●      Posizionamento dello schematico e tecniche di modifica

●      Connettività

●      Riutilizzo dei progetti tramite la gestione dei fogli degli schematici

Se vuoi espandere ulteriormente le tue conoscenze, scopri le ottime risorse online oppure contatta oggi stesso un esperto Altium.

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Altium Designer

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