Guida breve all utilizzo di DipTrace

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1 Guida breve all utilizzo di DipTrace Realizzata da Argon70cv (Massimo) Indice pag. A. Installazione 2 B. Utilizzo del programma 4 C. Creazione dello schema 5 1. Configuriamo le Librerie 5 2. Progettiamo lo schema 7 D. Creazione del circuito stampato Convertiamo lo schema a PCB Realizziamo il PCB Verifichiamo il PCB 37 Appendice 1) Come rintracciare le Librerie corrispondenti ai Component e ai Pattern utilizzati in uno schema 42 Appendice 2) Come modificare le librerie di Pattern per aumentare le dimensioni delle piazzole dei componenti 46 Appendice 3) Esportazione delle librerie di Eagle in DipTrace 54 pag. 1 di 63

2 A. Installazione Il sito di DipTrace è: DipTrace - Professional Schematic & PCB Design Software ( il link alla pagina dei download è Downloads :: DipTrace ( Scaricate la versione Freeware del programma da questo link: DipTrace 2.0 Freeware ( Mb), che contiene tutte le librerie, ed ha solo un limite di 250 pins (punti di saldatura). Scaricate anche il manuale DipTrace Tutorial (4.76 Mb); è ovviamente in inglese, ma penso che per molti non sia in realtà un problema. Comunque, c è anche la guida che state leggendo Una volta scaricato, lanciate dipfree_en.exe. Per chi è più abituato ad usare il saldatore che il computer, ecco la sequenza delle schermate ottenute durante l installazione: Estrazione dei files Copyright Accettazione condizioni Scelta della cartella di installazione Creazione del nome del menu in start pag. 2 di 63

3 L installer è impostato Il programma è installato. Ed ecco i moduli di cui si compone DipTrace, come appaiono dal menu start : I) Schematic : per disegnare gli schemi elettrici; II) PCB Layout : per progettare i circuiti stampati; III) Component Editor : per creare i simboli elettrici di nuovi componenti, o modificare gli esistenti, da inserire in Schematic ; IV) Pattern Editor : per creare le forme di nuovi componenti, o modificare gli esistenti, da inserire in PCB Layout. Potete ora scaricare il file Librerie.zip che contiene una mia minilibreria di prova ExtraComp.eli (che tra l altro comprende il Terminale da usare per i connettori In e Out ) e le 4 librerie Eagle che vedete sopra; vi metto anche a disposizione tre librerie originali (_general.lib, dip.lib e misc.lib), da me modificate in modo da avere, per un certo numero di componenti che si usano di più, le piazzole con un diametro maggiore, quanto basta per effettuare la foratura a mano senza mangiare tutto il rame intorno al foro. Anche per questo vi spiegherò a parte come potete farlo da soli Scompattate lo zip ed estraete le librerie dentro C:\Programmi\DipTrace\Lib. Ora non resta che lanciare il programma pag. 3 di 63

4 B. Utilizzo del programma Vi farò un esempio semplice, con un circuito abbastanza semplice, ma completo degli elementi necessari a proporci le situazioni più comuni di utilizzo del programma. Ed anche la guida risulterà semplificata, rispetto al tutorial di cui ho dato il link per i necessari approfondimenti. Questo è lo schema che realizzeremo; si tratta di uno stadio amplificatore a guadagno variabile, realizzato attorno ad un amplificatore operazionale (μa741, TL081, e simili). Il primo potenziometro stabilisce la porzione di segnale che entra, il secondo regola il guadagno (max 20 x) del circuito. In pratica, può sia attenuare che amplificare. Lanciate DipTrace Schematic ; se è la prima volta, vedrete il box di dialogo per la selezione della modalità grafica e dello schema di colori: Potrete sempre modificare queste impostazioni successivamente usando i menu View/Graphics Mode e View/Colors. Il momento adatto è quando avete uno schema fatto, e potete decidere con quale modalità si vedono complessivamente meglio i simboli, le diciture, i collegamenti. pag. 4 di 63

5 C. Creazione dello schema 1. Configuriamo le Librerie Al momento di usare per la prima volta Schematic, potreste voler configurare le vostre librerie (nel caso ne abbiate procurate o create altre, magari usando gli editor). Selezionare Library Library Setup : Vedete sulla sinistra le librerie attive. Di base stanno in C:\Programmi\DipTrace\Lib. Supponiamo di aver caricato o creato una libreria nuova, e che si trovi in C:\Programmi\DipTrace\Altre Lib. Togliete la spunta a Get Libraries from folder e cliccate il pulsante [ ]; Selezionate la cartella e la libreria voluta e cliccate Apri. Le librerie di componenti hanno il suffisso.eli. La nuova libreria si troverà al fondo: Piher (Potenziometri Eagle). E già: è una libreria importata da Eagle 5.6.0; vi spiegherò dettagliatamente come fare nell Appendice 3). pag. 5 di 63

6 Volendo si può portare la libreria nelle prime posizioni selezionandola e cliccando ripetutamente il bottone con il triangolo nero rivolto verso l alto. In questo modo verrà a trovarsi nelle posizioni più a sinistra della Toolbar orizzontale delle librerie Library (visibile nel programma sotto alla Toolbar Standard ), che si può vedere o nascondere con [F5] (vedi menu View Toolbars ). Ora si può chiudere il Setup con [Close]. Le stesse operazioni si dovranno analogamente ripetere in PCB Layout di DipTrace, come vedremo più avanti. pag. 6 di 63

7 2. Progettiamo lo schema Eccoci pronti a disegnare il nostro schema. Può essere comodo cliccare il pulsantino che si trova dopo le due frecce al fondo della Toolbar Library in modo da mostrare la Scroll Bar che aiuta a viaggiare più in fretta nell elenco: Poi utilizzate il cursore della Scroll Bar per raggiungere velocemente la libreria ST_Micro (file st_micro.eli ), contenente componenti ST Microelectronics, e selezionatela; scorrete verso il basso l elenco sulla sinistra, fino a trovare il TL081IN ; cliccatelo col tasto sinistro, e spostate il mouse nello schema virtuale, all incirca in centro: ecco un bell operazionale! Potete anche vedere al fondo della lista il Pattern, cioè la forma del componente corrispondente, come apparirà in PCB Layout. Muovendo ancora il mouse vedrete un nuovo TL081IN pronto ad essere depositato sul foglio. Non è il nostro caso, perciò cliccate col tasto destro, in modo da disabilitare il modo placement (posizionamento). Il secondo TL081IN sparisce. Potete anche capovolgere (Flip) il simbolo in orizzontale o in verticale: selezionatelo e premete il tasto destro del mouse, poi scendete fino a Flip. Scegliete se capovolgerlo in orizzontale o verticale: pag. 7 di 63

8 Ora servono 5 resistenze: selezionate la libreria Discrete (file _discrete.eli), cercate il componente RES e cliccatelo: posizionatene altre 4, poi selezionate la prima (R1) e ruotate il simbolo premendo lo spazio (oppure [Ctrl-R]) sulla tastiera. Potete anche ruotare allo stesso modo un simbolo, prima di fissarlo sullo schema. E se si vuole modificare la posizione di un simbolo? Si seleziona (se già non lo è) il cursore a freccia si clicca il simbolo e lo si trascina col mouse nella nuova posizione, dove lo si rilascia. pag. 8 di 63

9 Si possono anche selezionare diversi simboli insieme con i classici metodi di Windows: - seleziono il primo, poi successivamente gli altri tenendo [Ctrl] premuto; - se i simboli sono vicini, posiziono il mouse all angolo in alto a sinistra del gruppo, tengo premuto il tasto sinistro, muovo il cursore all angolo in basso a destra e rilascio il tasto. E anche possibile spostare un componente selezionandolo ed usando i 4 tasti freccia sulla tastiera; utile per effettuare spostamenti più precisi. Prima di proseguire, salviamo il nostro schema: selezioniamo File Save oppure clicchiamo sul bottone Save (il dischetto) sul lato sinistro in alto. E facciamolo ogni tanto, magari usando un numero progressivo al termine del nome file. Iniziamo a disporre al loro posto questi primi componenti: li selezioniamo successivamente e li trasciniamo col mouse. Nell occasione sappiate che si può spostare tutto lo schema all interno della finestra del programma cliccandolo col tasto destro del mouse e muovendo questo tenendo il tasto premuto. Invece la rotella del mouse modifica la scala a cui è rappresentato lo schema. pag. 9 di 63

10 Possiamo anche iniziare a collegare qualche componente. Piazzate il cursore a freccia del mouse sull estremità inferiore di R3 e cliccate il tasto sinistro (rilasciandolo). Muovete il cursore in basso fino a raggiungere l estremità superiore di R4, cliccate nuovamente (e rilasciate) il tasto. Il collegamento è fatto. Se vi accorgete che state sbagliando un collegamento, premete il tasto destro prima del secondo click e selezionate Cancel. pag. 10 di 63

11 Nell occasione posizioniamo meglio R1, e facciamo ancora qualche collegamento. Noterete che se spostate un componente già collegato, anche il collegamento lo segue. Se dobbiamo fare un ponticello, come tra R2 e il collegamento tra R1 e U1, basta partire da R2 cliccando una volta, portare il cursore fino a raggiungere il collegamento e ricliccare: Se dobbiamo fare un collegamento ad angolo, come tra il pin 6 di U1 e R5, portiamo il cursore sul piedino e clicchiamo; muoviamo il cursore in orizzontale fino sulla verticale di R5, clicchiamo una volta (senza muovere il mouse), infine scendiamo in verticale fino a R5 ove clicchiamo per la terza volta: Ora ci servono 4 condensatori elettrolitici; usiamo la libreria Discrete (file _discrete.eli ) e selezioniamo il componente CAP100RP : pag. 11 di 63

12 Serve anche un condensatore normale; nella stessa libreria usiamo il condensatore CAP100. Per finire mancano due potenziometri, un interrutore, due terminali ed una batteria. I primi li cerchiamo in Potenz. (file pot_eagle.eli ), e sono i TRIM_US-CIP20C-6MM. L interrutore si trova in Switches (file Switch_Eagle.eli ) ed è il TL36WO. I terminali stanno in Extra (file ExtraComp.eli ) e sono i Terminale (bella fantasia, direte ). Infine, la batteria. Si trova in Disc_Sch (file _discrete_sch.eli ) ed è la BAT. Ma ha una particolarità: tutte le librerie *.sch contengono solo i simboli, senza i pattern. Se volete convertire uno schema in PCB dovete abbinare prima il relativo pattern, pena errore nella conversione. Pertanto cliccate con il tasto destro il simbolo e selezionate Attached Pattern. Cliccate [Add] e selezionate dal disco la libreria MISC (file misc.lib ), che sta ovviamente in C:\Programmi\DipTrace\Lib. Cliccate ora sul file trovato, che apparirà nell elenco in alto a destra, e verrà creata la lista dei pattern nella libreria nell elenco in basso a destra. Cliccate BAT-2 ed apparirà il pattern nel riquadro centrale. Non resta che definire le connessioni tra i terminali sul pattern (pin) e le piazzole (pads), attribuendo il numero di ciascuna delle due piazzole al relativo pin nella tabella dei pin a sinistra. Cliccate sul nome del primo pin (ad es. su NEG ), poi scrivete il relativo numero di pad nel campo Pad Number. Ripetete per POS. pag. 12 di 63

13 Ora potete cliccare [OK]. Dopo aver selezionato ed inserito tutti i componenti citati, ci troviamo in questa situazione; sono ancora da capovolgere i condensatori C2, C3 e C4: Dopo ci sono quattro cose che dovete fare: 1) correggere i nomi di potenziometri, interrutore e batteria; 2) attribuire i valori elettrici ai componenti; 3) completare i collegamenti. 4) aggiungere alcune etichette di testo Punto 1) - Si deve cambiare il Reference Designator (Identificatore) che è definito come Component RefDes. Ad esempio per il potenziometro U3, si deve cambiare in P1. pag. 13 di 63

14 Cliccate U3 col tasto destro e selezionate il primo menu con scritto U3. Scrivete P1 al posto di U3 nel campo di Edit che vi apparirà: Fate lo stesso per l altro potenziometro (P2), l interrutore (S1) e la batteria (B1). Punto 2) - Cliccate ogni componente e selezionate con il tasto destro Properties. Posizionatevi per prima sulla linguetta Main ed inserite il valore 220 Kohm nel campo Value. Cliccate ora la linguetta Marking ed inserite i dati sotto riportati. Ecco nel caso del potenziometro P1: Come vedete, si impone di mostrare due etichette: RefDes, ovvero in questo caso P1, in posizione angolata; Value, cioè 220 Kohm a sinistra. Ecco il risultato: In altri casi può essere necessario spostare RefDes o Value rispetto alle posizioni base. Ecco lo scopo dei campi Spacing e Shift. Supponendo che l etichetta sia in posizione orizzontale, il primo indica lo spostamento in verticale (positivo o negativo, quindi in alto o in pag. 14 di 63

15 basso) della medesima; il secondo è lo spostamento in orizzontale (positivo o negativo, quindi a destra o a sinistra). Però attenzione: nel caso di posizionamenti ruotati di 90 (Left e Right) l azione dei due valori si inverte ecco un esempio: P2. Con Spacing e Shift a zero, vediamo che l identificatore P2 viene a trovarsi proprio sul cursore: Ma se usiamo un valore di 0.15 di Shift si sposta in alto (cioè, come detto, più a destra ma ruotato di 90 ). Sembra difficile, ma ci si prende rapidamente la mano Un caso interessante è quello del connettore T2, che diverrà Out : C è anche la possibilità di spostare di spostare le indicazioni che intersecano altri simboli con View / Part Marking /Move Tool, o premendo [F10]. Portando il cursore sopra l etichetta di pag. 15 di 63

16 un identificatore o un valore, questo apparirà circondato da una cornice. Basta premere il tasto sinistro e trascinare l etichetta nel punto voluto, rilasciare il tasto, poi ripremere [F10]. Ora completate l inserimento dei valori per gli altri componenti. Punto 3) - Completate i collegamenti, e ricordate che se uno di questi apparisse spostato rispetto a quanto ci aspettiamo, è sempre possibile effettuare una traslazione. Basta posizionare il cursore al di sopra del tracciato, che diviene azzurro assieme al resto della rete ( Net ) a cui apaprtiene, mentre il cursore diviene una doppia freccia ortogonale al tracciato. Premiamo il tasto sinistro del mouse e trasciniamo il tracciato nella posizione desiderata, poi lo rilasciamo. Ad esempio: Punto 4) - Ora inserite le etichette che spiegano la funzione dei due potenziometri P1 e P2. Dentro la Toolbar Objects (tasto F4) cliccate sull icona di Place Text ; il cursore prenderà la forma di una crocetta. Posizionatelo a destra di P1, sotto al cursore, e vedrete la classica lineetta verticale lampeggiante ad indicare che si può inserire il testo. Scrivete Level, cliccate al di fuori della scritta, poi riselezionate cursore a freccia e cliccate con il tasto destro sulla scritta appena inserita. Selezionate Font. Utilizzate queste impostazioni: il pag. 16 di 63

17 Ripetete il procedimento, inserendo il testo Gain al di sopra del cursore di P2. Alla fine dovrete avere questo risultato: Lo schema è fatto! Ed è pronto per essere convertito a PCB (Printed Circuit Board: Circuito stampato). Ma potete prima stamparlo; selezionate File Preview : pag. 17 di 63

18 Il cursore a 4 frecce sposta lo schema sul foglio. Premete Print All per stampare tutti i fogli degli schemi (se ne avete più di uno; non è il nostro caso), Print Current Sheet per stampare il foglio selezionato o Save per produrre un file BMP/JPG con risoluzione definita. Alla fine cliccate [Close]. pag. 18 di 63

19 D. Creazione del circuito stampato 1. Convertiamo lo schema a PCB Selezionate File Convert to PCB o premete [Ctrl-B] (è meglio salvare prima: File Save o File Save As ).); si aprirà automaticamente PCB Layout con il vostro progetto. Vedrete che tutti i collegamenti tra i vari componenti sono presenti sotto forma di linee rette verdi tra i vari punti collegati. Notate come la disposizione fisica dei collegamenti corrisponda grossolanamente a quella rappresentata sullo schema; ma questo è ancora ben lontano dalla basetta a circuito stampato che vogliamo ottenere.. In questa fase è anche bene configurare le librerie, in maniera analoga a quanto detto precedentemente in 1. Configurare le Librerie (pag. 4). Ricordate che le librerie di pattern hanno il suffisso.lib. La procedura può risultare necessaria nel caso in cui disponiate di qualche libreria creata da voi, o importata da altri programmi, come Eagle (ripeto, ho preparato un Tutorial apposta: Appendice 3). Se avete esportato una libreria completa sia di Symbol (i Component in DipTrace) che di Package (i Pattern in DipTrace), dopo averla importata in Component Editor potrete salvarla come *.eli ; dopo averla importata in Pattern Editor potrete salvarla come *.lib. Ma c è tutto nell Appendice. Per ora, procedete in maniera esattamente analoga a quanto visto in 1. Configurare le Librerie. Ora dovete rendere visibili i reference designators selezionando View Pattern Marking Main RefDes. Così tutti gli identificatori saranno sempre visibili sullo schermo. Potete definire parametri individuali cliccando un componente col tasto destro e selezionando pag. 19 di 63

20 Properties Marking. La finestra è simile a quella già vista in Schematic (pag. 13, Punto 2). Potete anche anche usare [F10] per spostare gli identificatori, o i relativi valori, ecc. In qualche caso può convenire visualizzare il Value anziché il RefDes, come nel caso dei connettori di ingresso e uscita, alimentazione, ecc. Ad esempio il connettore definito T1 ma che è il connettore di ingresso In ; posizionate il cursore a freccia sul componente e, quando il profilo appare azzurro (no rosso), cliccate col tasto destro e scegliete Properties : Vedete che i componenti ci sono tutti. Ma bisogna prima disporli correttamente, proprio come ci aspettiamo che debba essere il nostro circuito stampato. Dobbiamo dunque disporre i componenti in un modo più logico, ad esempio come vedete qui di seguito. E buona pratica mantenere i componenti relativi all alimentazione in un area, e i blocchi funzionali raggruppati insieme. Per i circuiti ad alta frequenza si devono seguire le appropriate regole per la disposizione. E quasi superfluo ricordare che anche in PCB Layout (come in Component Editor e in Pattern Editor ) valgono le stesse tecniche di selezione e rotazione dei componenti. pag. 20 di 63

21 Controllate visivamente i collegamenti, confrontandoli con lo schema. In certi casi, come per le tracce che passano attraverso i piedini dell operazionale, può sorgere il dubbio che siano - erroneamente - collegate a qualche piedino; mentre invece (essendo sempre disegnate come linee rette) passano per puro caso proprio su un piedino, senza essergli collegate. Per capirlo, zoomate un pò il progetto con la rotella del mouse; cliccate col tasto sinistro l integrato e, tenendo il tasto premuto, spostatelo in varie direzioni. Mentre fate questo, le tracce che, come elastici, seguono fedelmente i corrispondenti piedini, vi faranno vedere perfettamente quali sono ancorate ai piedini, e quali non. Alla fine annullate lo spostamento con [Ctrl-Z]. Ancora, nella remota ipotesi che manchi un collegamento, lo potete aggiungere con lo stesso sistema usato in Schematics : cliccate col tasto sinistro l estremo di uno dei due componenti da collegare; spostate il mouse sul secondo estremo, e cliccate di nuovo. Immaginiamo che manchi un collegamento tra C3 e C2. Clicchiamo il terminale (pad) di C3, che diverrà rosso (assieme a tutti i pad collegati); portiamo il cursore fino al pad di C2. Anche questo diverrà rosso (con tutti i pad collegati). Riclicchiamo. pag. 21 di 63

22 Ora potrà apparire un piccolo menu, da cui scegliere l effettivo collegamento da effettuare; questo potrebbe accdere ad esempio nel caso in cui il secondo componente non sia isolato. Vediamo le possibilità. - colleghiamo C3 a C2 lasciando questo collegato ad Out: - colleghiamo C3 a C2 scollegando questo da Out: pag. 22 di 63

23 2. Realizziamo il PCB 1) Preparazione per il Route (Sbroglio) Per la verità manca il profilo della basetta (Board). Si può già inserire, se necessario, in questa fase; ma si può lasciare il compito all Autorouter, ritoccando casomai dopo forma e dimensioni. In questo modo l area tracciata, di solito un rettangolo, è creata automaticamente in dipendenza delle tolleranze specificate in Autorouter Setup. E allora proviamo l Autorouter. L efficenza di questo, come affermato dagli autori, si è dimostrata veramente molto alta. Dalle diverse schede che ho fin qui sbrogliato con questa funzione, posso confermare che l Autorouter di DipTrace è di alta qualità, e verosimilmente superiore a quello di EAGLE Layout Editor In ogni caso, è sempre opportuno effettuare qualche correzione a mano; ma da quanto ho visto, le correzioni necessarie in DipTrace, in confronto a quelle che dovevo effettuare in EAGLE 5.6.0, sono quasi sempre solamente estetiche, e mai fondamentali. Prima però è necessario settare il router: selezionate Route Route Setup. Provate, per iniziare, queste impostazioni. In ogni caso la Pad Clearance (clearance = spazio libero) non può essere inferiore alla Trace Clearance. Passate ora a Route Autorouter Setup. Provate così; vedete che ho scelto Auto Setup: Best, ma voi provate anche le altre opzioni (Good, Normal e Quick) e confrontate i risultati. pag. 23 di 63

24 E finalmente ora di sbrogliare la vostra basetta: selezionate Route Run Autorouter (o cliccate l icona verde a forma di triangolo) e godetevi lo spettacolo dell animazione risultante dal continuo disegnare e cancellare tracce da parte dell Autorouter al lavoro. Nel caso specifico compirà 16 passaggi, abbastanza veloci, tracciando e disfacendo i collegamenti per ottimizzarli: pag. 24 di 63

25 Finché risultato: Non male! Si tratta solo di ottimizzare le posizioni delle tracce, il modo in cui si congiungono con le piazzole, e magari qualche punto di collegamento tra di esse. E solo un fatto estetico; sapete meglio di me che, da un punto di vista elettrico, finchè restiamo nell ambito delle basse pag. 25 di 63

26 frequenze (audio, ma anche radio a bassa lunghezza d onda: le onde lunghe ) la disposizione dei collegamenti non è fondamentale. Ma dalle onde corte in su, una pista messa qui o là può fare la differenza. Per ora comunque non è il nostro caso. E sarà molto più facile (e veloce) da fare che da dire, utilizzando i tre comodi e potenti strumenti di edit di PCB Editor: Edit Traces, Free Edit Traces e Route Manual. Se invece il risultato fosse del tutto deludente, la semplice selezione di Route Unroute All annullerebbe lo sbroglio automatico. Ma non è il caso attuale E invece il caso di verificare le dimensioni ed il posizionamento del profilo della basetta. Lo facciamo subito. Posizionatevi in modo da vedere gli estremi di questa; cominciate da sinistra, trascinando il disegno a destra con il tasto destro del mouse. Come si vede, l Autorouter ha incorporato tutta la sagoma dei potenziometri nella basetta: questo è normale, anche perchè non può sapere che invece la basetta deve terminare all altezza della bussola filettata Pertanto posizionate il cursore sull estremo alto a sinistra della basetta, che diverrà pieno (mentre l altro resterà vuoto) e trascinatelo in orizzontale fino sulla verticale della bussola, poi fate lo stesso con il lato inferiore della basetta, trascinandolo sulla verticale del precedente. pag. 26 di 63

27 Stessa cosa per il lato destro: Finito: pag. 27 di 63

28 Occupiamoci ora, come già previsto, della cosmesi delle piste (traces) di rame. Abbiamo tre comodi e potenti strumenti di edit : Edit Traces, Free Edit Traces e Route Manual. Iniziamo da Edit Traces ; vi avverto che le figure esplicative le avevo preparate (in previsione di questo lavoro) mentre realizzavo una versione successiva di questo circuito; quindi i più attenti noteranno nei particolari la presenza di componenti non esistenti in questo progetto. Abbiate pazienza, provate invece su qualunque tratto di pista e guardate i risultati. Che saranno analoghi a quelli sotto illustrati. Le tecniche particolari, da adottare caso per caso per ogni strumento, si impareranno poco per volta con l esperienza, a forza di fare, rifare e riprovare. Non è detto che i passaggi precisi da me spiegati siano gli unici che si potranno utilizzare. Quasi sempre ce n è più di uno Andiamo avanti. Anzitutto selezionate lo strato (Layer) inferiore, cioè quello lato rame (Bottom). Se mentre lavorate sul rame vi accorgete di dover ritoccare la posizione di qualche componente, riselezionate prima lo strato superiore (Top); al termine ripassate a Bottom. Poi selezionate Edit Traces con l apposita icona, quindi portatevi sulla sezione di pista che volete spostare. Quando il cursore si troverà sulla traccia da modificare diverrà un doppia freccia, sempre ad angolo retto con la pista. Nel caso illustrato si vuole posizionare la pista più a destra del condensatore. Ecco la sequenza; cliccate col tasto sinistro e, tenendolo premuto, trascinatelo nella posizione voluta; rilasciatelo. Vedete che lo strumento agisce essenzialmente sulle varie sezioni di cui la pista è composta, mantenendo i nodi principali: Ora passate a Free Edit Traces ; vi renderete conto che questa volta lo strumento agisce essenzialmente sui nodi delle piste. Portandovi in corrispondenza di un nodo, generalmente in corrispondenza degli angoli, questo apparirà in rosso quando il cursore verrà a trovarsi proprio sopra. Cliccate col tasto sinistro sul nodo prescelto, e tenendolo premuto spostatelo: vedrete che questo, muovendosi, trascinerà (come se fossero elastiche) le parti di pista a cui è collegato. pag. 28 di 63

29 Resta da provare Route Manual. Questo permette essenzialmente di cambiare integralmente un collegamento, eliminando un tratto e tracciandone uno nuovo. Selezionate l attrezzo e provate a collegare tra loro due piste parallele con un tratto nuovo. In questo caso, un tratto orizzontale che unirà lo spigolo appartenente al tratto di pista (Net) 19 con la pista verticale che scende da R7. In pratica dovete cliccare una prima volta sul primo punto da unire, rilasciare il tasto sinistro, spostare il mouse sul secondo punto e ricliccare. Apparirà il menu contestuale per unire (Merge) le due piste (o rinunciare). In tutti i casi, in corrispondenza di ogni strumento è possibile accedere con il tasto destro del muouse allorchè si individua una sezione di traccia o un nodo ad un menu contestuale, con cui ad esempio si possono aggiungere o eliminare nodi, cambiare lo spessore di un tratto di pista, annullare il route per quella pista, ecc. pag. 29 di 63

30 Nello stesso momento in cui si clicca, appaiono sulla traccia i nodi in forma di quadratini vuoti. Un modo pratico consiste nel cliccare col tasto destro, poi premere [Esc] sulla tastiera. I nodi restano visibili, anche allontanando il mouse. Ora avete gli strumenti, e sapete cosa fanno: al lavoro. Aggiustate qualche percorso, ad esempio il collegamento tra R5 e C2. Selezionate Edit Traces e portatevi sopra il collegamento (Net 6), poi trascinate leggermente la traccia verso sinistra per allinearla alle piazzole e rilasciate il mouse (è stato usato lo zoom per vedere meglio i dettagli): Fatto! Era facile Lo stesso vale per le traccie orizzontali tra P1 e In, e tra R1 e C1; per quella orizzontale tra C4, C5 e B1; per il tratto obliquo tra il piedino 6 di U1 e R5. Fate voi i primi tre; il risultato lo confronterete alla fine. Invece proviamo assieme qualcuno degli altri. Per la traccia tra S1 e C5 è quasi lo stesso come visto sopra. Prima correggiamo il tratto verticale: Poi quello orizzontale: pag. 30 di 63

31 Molto meglio! Ora vediamo U1. Ingrandiamo a circa 700%, per vedere bene. Portiamoci in corrispondenza della piazzola di R5 e vedremo apparire un nodo in rosso. Clicchiamo col tasto destro e dal menu contestuale scegliamo Delete Node. Direi che va già bene. Altrimenti insistete voi, così vi esercitate. pag. 31 di 63

32 Continuate con le correzioni, fino ad ottenere questo risultato: E fatto! Visto che ci siamo, però, vediamo come si fa ad aggiungere qualche scritta. Ad esempio, vogliamo aggiungere la scritta Livello vicino a P1. Anzitutto selezionate lo strato (Layer) superiore, cioè quello lato componenti (Top). Dentro la Toolbar Drawing (tasto F8) cliccate sull icona di Place Text ; il cursore prenderà la forma di una crocetta. Posizionatelo sotto a P1, a destra del terminale In, e vedrete la classica lineetta verticale lampeggiante ad indicare che si può inserire il testo. Scrivete Livello, poi cliccate fuori del testo e selezionate il cursore a freccia. Cliccate sulla scritta col tasto destro e selezionate Font Type Vector. Gli autori del programma consigliano l uso del tipo di font Vector ; questo vale ad esempio per la stampa o l esportazione di files Gerber. Questi sono tipicamente prodotti in uscita da attrezzi PCB CAD, e possono essere inviati ai fabbricanti di basette a circuito stampato, che usano questi files per la realizzazione delle medesime. Ad ogni modo è possibile utilizzare i font True Type per caratteri non standard English. Allo stesso modo, selezionate Font e Properties ed effettuate le opportune scelte; in particolare, in Shape Properties selezionate Type: Top Silk. pag. 32 di 63

33 Allo stesso modo aggiungete le scritte Guadagno vicino a P2, On e Off sopra e sotto S1. Provate ora con un font True Type. Procedete come prima, cliccando verso il bordo alto della basetta; scrivete Amplificatore a guadagno variabile, cliccate fuori della scritta, riselezionatela e col tasto destro scegliete Font Type True Type. Selezionate ora Font : apparirà la classica finestra di selezione dei caratteri di Windows: Selezionate infine Properties e nella finestra Shape Properties selezionate Type: Top Silk. Provate a realizzare qualcosa di simile: pag. 33 di 63

34 Ormai il progetto è pronto per la realizzazione di un vero circuito stampato. Per fare questo selezionate File Preview ; utilizzate le impostazioni indicate per avere la serigrafia dei componenti. Importante è la Print Scale, che deve essere (salvo indicazioni o necessità contrarie) pari al 100%: Se si vuole avere una stampa con le tracce di rame in sovraimpressione, al posto di Show: Current selezionate Show: Contrast : pag. 34 di 63

35 Potete anche salvare il progetto come immagine cliccando Save e selezionando il formato e il nome del file da salvare: Questa è l immagine ottenuta, in una scala arbitraria; ripeto, per avere una stampa in scala 1:1 dovete stampare al 100% da Preview : Per la realizzazione delle tracce in rame, il disegno deve essere ovviamente rovesciato. Mettiamo un segno di spunta nella casella Mirror ; selezioniamo in Layers : Current Bottom e Show Current : pag. 35 di 63

36 Anche ora potete salvare il progetto come immagine cliccando Save e selezionando il formato e il nome del file da salvare; l immagine ottenuta che riporto solo a titolo di documentazione non è in scala esatta corrisponde alla tipica rappresentazione del circuito stampato: Di nuovo, questa è l immagine ottenuta in una scala arbitraria; per avere una stampa in scala 1:1 dovete stampare al 100% da Preview. pag. 36 di 63

37 3. Verifichiamo il PCB Possiamo farci una migliore idea del lavoro compiuto da PCBLayout se esportiamo i vari Layer con File Export Gerber, poi visualizziamo i medesimi con un visualizzatore di files Gerber (come ad esempio gerbv PCB - Ultimate CAM Viewer, scaricabile da ) ed apriamo i layer esportati. Ecco le impostazioni per vedere il circuito stampato dal lato componenti; le selezioni multiple si effettuano tenendo premuto [Ctrl] sulla tastiera; però è meglio esportare i layer separatamente, uno per volta, se poi nel viewer si vogliono vedere con colori differenti. Ricordate di spuntare la casella Pad/Via Holes ; non spuntate Mirror. Se clicchiamo Preview con i due layer selezionati vediamo: Invece, esportiamo Top Sylk e Bottom separatamente; non spuntiamo Mirror : pag. 37 di 63

38 clicchiamo Export ogni volta rispondendo sempre Yes : Così otteniamo due file separati. Ora possiamo vedere la basetta in gerbv-2.3.0, aprendo i file, anche selezionandoli contemporaneamente: pag. 38 di 63

39 zoomiamo leggermente ruotando la rotella del mouse: Se volete vedere solo il rame, orientato correttamente, ecco le impostazioni: pag. 39 di 63

40 In questo caso si deve mettere la spunta a Mirror! Dopo l esportazione, ecco il rame : è stata tolta la spunta ai precedenti due layer, per cui restano nascosti ma disponibili; quindi si è scelto un colore a piacere per il layer cliccando col tasto destro e scegliendo il colore: Risultato: pag. 40 di 63

41 Che volete di più? pag. 41 di 63

42 Appendice 1) Come rintracciare le Librerie corrispondenti ai Component e ai Pattern utilizzati in uno schema. 1) Dentro "Schematic" Aprire lo schema desiderato. Cliccare in successione un solo componente per ogni categoria, effettuando per ognuno le operazioni seguenti. a) Leggete il Type nella finestra Properties a destra; premere [F3] se non è visibile. b) cliccate con il tasto destro il simbolo e selezionate Attached Pattern. b) Selezionate il nome del Pattern nella casella Pattern: e copiatelo [Ctrl-C]. c) Selezionate Library Search Components. pag. 42 di 63

43 d) Incollate il pattern nella casella Pattern: [Ctrl-V]. e) Cliccate Active. f) Cliccate [Pattern]; si apre una finestrina supplementare a destra. g) Cliccate [Find Now] e attendete la fine della ricerca, finché il tasto [Find Now] riappare (anche dopo decine di secondi). Quando si trova, appare una lista di componenti. h) Cercate e cliccate nella lista il Type trovato prima (la lista non è totalmente in ordine alfabetico!); in corrispondenza appare: la libreria corrispondente a questo Component a destra di Library: ; il simbolo elettrico nella finestra sotto; la forma del componente (Pattern) nella finestrina. i) Selezionate Library Setup. j) Cliccate il nome della libreria trovata nel pannello Active. Il nome del file (pathname completo) appare in fondo, sotto al nome della libreria. pag. 43 di 63

44 2) Dentro PCB Layout a) Selezionate Library Search Patterns. a) Incollate il pattern ricavato in 1) nella casella Name: b) Selezionare Active. c) Cliccate [Find Now] e attendere la fine della ricerca. Quando si trova, appare una lista di componenti. d) Cercate nella lista il pattern e cliccatelo; in corrispondenza appare: la libreria corrispondente a questo Pattern a destra di Library: ; la forma del componente (Pattern) nella finestra sotto. e) Selezionate Library Setup. Cliccare il nome della libreria trovata nel pannello Active. Il nome del file (pathname completo) appare in fondo, sotto al nome della libreria. E buona cosa preparare una tabella in cui riportare ordinatamente tutti i dati reperiti come spiegato, con una riga per ciascun componente; magari usate Microsoft Office Excel. Ecco un esempio pratico; vi tornerà utile: pag. 44 di 63

45 x = 1, 2,, n pag. 45 di 63

46 Appendice 2) Come modificare le librerie di Pattern per aumentare le dimensioni delle piazzole dei componenti. Come ho detto all inizio DipTrace si compone di 4 moduli: I) Schematic : per disegnare gli schemi elettrici; II) PCB Layout : per progettare i circuiti stampati; III) Component Editor : per creare i simboli elettrici di nuovi componenti, o modificare gli esistenti, da inserire in Schematic ; IV) Pattern Editor : per creare le forme di nuovi componenti, o modificare gli esistenti, da inserire in PCB Layout. Visti i primi due, sarebbe opportuno esaminare gli altri, molto utili e flessibili. Ma ho detto che era mia intenzione realizzare un guida breve ; perciò mi limiterò a dare una breve spiegazione su come utilizzare Pattern Editor per modificare la dimensione delle piazzole per i terminali dei componenti elettronici, che nelle librerie originali sono veramente piccoli, e poco adatti ad una foratura a mano. Così come progettati, i pattern dei componenti elettronici forniti con le librerie originali sono adatti ad una produzione industriale delle basette, con foratura mediante macchine a controllo numerico. In realtà, il diametro dei pads è molto piccolo in relazione a quello del foro interno, per cui risulta difficile centrare il foro durante la foratura a mano, con il rischio effettivo di togliere il rame della piazzola. Purtroppo non mi risulta, almeno per ora, che esistano tecniche automatiche per risolvere il problema, come è invece possibile con certi Script disponibili per Eagle (es. drill-aid). Non resta che intervenire direttamente sui pads all interno delle librerie; più facile da fare che da dire, e una volta presa la mano diviene cosa ovvia e veloce. Riprendiamo la nostra basetta in PCB Layout, selezioniamo Bottom nel Current Signal/Plane Layer, e togliamo la spunta a Top Silk nel Design Manager ([F3]). Ora le tracce sono meglio visibili. Si vede bene come le piazzole abbiano bisogno di una cura ingrassante. Ma c è il rimedio. Seguendo le istruzioni della precedente Appendice 1) - Come rintracciare le Librerie corrispondenti ai Component e ai Pattern utilizzati in uno schema, reperite (uno per volta) pag. 46 di 63

47 sia i Pattern che le relative Pattern Library (e i nomi file) di ciascun componente da modificare. Iniziamo dal contenitore dell operazionale U1, che è un DIP (Dual In Line Package). Il pattern è DIP-8/H11, appartenente alla libreria DIP (file dip.lib ). Lanciamo Pattern Editor e apriamo ( Library Open ) il file dip.lib dentro la cartella C:\Programmi\DipTrace\Lib. Appare presente uno dei pattern della lista (DIP-10H/14.5); nella finestra a destra si vede che è composto di due strati (Layers), uno con le piazzole, l altro con la sagoma. Nell elenco a sinistra cerchiamo e clicchiamo il pattern DIP-8/H11, che apparirà in centro alla finestra al posto del precedente. Vedete che le piazzole sono piccole, appunto come in PCB Layout. Selezionate l integrato tracciando un rettangolo con il mouse, lasciate il tasto e tutto il pattern risulta selezionato. Portate il mouse su una piazzola (che diverrà rossa) e cliccate col tasto destro; dal menu che appare selezionate Properties. pag. 47 di 63

48 Nella finestra che apparirà cliccate il bottone Pad Properties. Vedete i parametri inseriti nella relativa finestra. Modificate i parametri così (poi magari con l esperienza potrete scegliere altri valori): Che cosa abbiamo fatto? Abbiamo indicato forma e dimensioni volute per tutte le piazzole; cosa che confermeremo cliccando OK spuntando la casella Default for Pattern. pag. 48 di 63

49 Cioè Standard per il modello. Che adesso è come nell immagine a sinistra. Ma il piedino n 1 era di forma differente, per renderlo riconoscibile; come facciamo? Clicchiamo al di fuori del pattern per deselezionarlo, poi riportiamo il mouse sopra al piedino n 1, clicchiamo col destro e (mentre appare rosso) riselezioniamo Properties ; togliamo la spunta a Default for Pattern e in Shape selezioniamo Rectangle. Clicchiamo OK. Vedete a destra il risultato. pag. 49 di 63

50 In definitiva, abbiamo modificato le dimensioni di tutte le piazzole (Default), rendendole più larghe e strette, e le abbiamo rese più ellittiche ; meno una (non Default) che abbiamo reso rettangolare. A questo modo ci sarà molto più rame intorno alle piazzole, e sarà anche più facile efettuare le saldature. Siamo cioè passati da così a così. Conviene effettuare le stesse modifiche, oltre al DIP-8 a 8 pin, anche a quelli a 10 (DIP-10H), 12 (DIP-12H), 14 (DIP-14H) pin, ecc.; in pratica a quelli che riteniamo di dover usare. Salviamo ora le modifiche: Library Save per averle sempre in futuro. Tutto a posto, allora? Purtroppo no! Se apriamo con PCB Layout, dopo queste modifiche, una basetta già fatta, non vedremo i pattern modificati. I pattern sono stati caricati all inizio quando abbiamo convertito lo schema, e memorizzati nel relativo file *.dip. Ci tocca sostituire a mano tutti i pattern (!). Ma lo facciamo una tantum ; tutti i progetti futuri, che saranno creati dopo le modifiche alle librerie, troveranno i pattern aggiornati. Vediamo allora come si fa sostituire i pattern. Portate il mose sopra all operazionale (U1) che diverrà azzurro, cliccate col destro e selezionate dal menu la voce Replace Pattern. Nella finestra che appare cliccate [Add] e caricate la libreria dip.lib. Cliccate il nome della libreria, e nella finestrina superiore destra apparirà l elenco dei patterns. Scrivete DIP-8/H11 nel campo Patterns:, e cliccate [Search]. L elenco si ridurrà al pattern cercato; cliccate DIP-8/H11 nella lista e il suo (nuovo) pattern apparirà finestrina inferiore destra. Cliccate [OK]: ora l integrato U1 appare con il pattern modificato da noi. pag. 50 di 63

51 In realtà conviene modificare ancora i pads di condensatori e resistenze: questo ve lo lascio per esercizio Se non ricordate quale pattern appartiene a ciascun componente, ed in quale libreria si trova, cliccatelo ed osservate nella scheda Properties del Design Manager [F3]. Un ultimo trucco: potete cambiare le dimensioni dei pad con analoga procedura anche dall interno di PCB Layout ; ma un solo pad alla volta. Provate con i potenziometri P1 e P2. Con il layer Top selezionato, portare il mouse sopra il pad da modificare, che diverrà rosso, e cliccare col tasto destro. Dal menu contestuale selezionate Pad Properties : apparirà, ovviamente, la stessa finestra vista prima, in cui selezionerete i valori sotto riportati. pag. 51 di 63

52 Ecco quello che dovrete ottenere alla fine di tutte le modifiche: E da Preview : pag. 52 di 63

53 E con il visualizzatore di files Gerber: Basta; fate di questo progettino quello che volete pag. 53 di 63

54 Appendice 3) Esportazione delle librerie di Eagle in DipTrace 1) Lanciare il Control Panel di Eagle: Start Eagle Layout Editor 5.60 Eagle ) Cercare e visualizzare la libreria di interesse o anche solo il componente voluto - cliccando, nell elenco sotto Name, sul + a sinistra di Libraries, poi sul + a sinistra della libreria desiderata, quindi sul componente voluto nella lista sottostante, che apparirà nella parte destra. L esame della lista consente di verificare che nella libreria individuata esistano i componenti necessari. pag. 54 di 63

55 Ai nomi che terminano con - corrisponde più di un oggetto, che apparirà sulla nella finestra di destra sia come Symbol (immagine a sinistra, corrispondente ai Component in DipTrace) che come Package (immagine destra, corrispondente ai Pattern in DipTrace). 3) Selezionare File Open Library... e nel box di dialogo aprire la libreria individuata nel precedente punto 2). Se tutto ciò che serve è esportare la libreria, passare direttamente al punto 5) B), altrimenti proseguire con 4), se si vogliono vedere vari dettagli del componente scelto. 4) Selezionare Library Device..., o Library Package... o Library Symbol... ; da notare che la scelta tra i 3 sottomenu si può ancora correggere nella finestra che apparirà, ove sono presenti i pulsanti [Dev], [Pac] e [Sym]. In questa fase può risultare utile il passare al Control Panel e scorrere velocemente tra i vari dispositivi, come visto sotto 2), per avere una preview del componente voluto. E dunque possibile effettuare tre scelte differenti; a seconda di quella si può: A) scegliere un particolare Device, a cui può corrispondere sia un componente singolo che una famiglia, che produce una finestra multipla riassuntiva con il simbolo elettrico del dispositivo (il simbolo vero e proprio, che corrisponde al Component di DipTrace), la forma del dispositivo (Package, che corrisponde al Pattern di DipTrace), la descrizione e l elenco (nel pannello in basso a destra) se il device è una famiglia, cliccabile per scegliere l oggetto voluto. Ad esempio, scegliendo la libreria pot.lbr e cliccando [Dev] si ottiene questa finestra: Se si fa un doppio click su TRIM_US- ecco la finestra multipla, ove è selezionato il PT-10: pag. 55 di 63

56 Provando a scorrere la lista e cliccare un altro elemento (il CIP20C-6MM), ecco il nuovo package: B) scegliere un particolare Package; C) scegliere un particolare Symbol. pag. 56 di 63

57 Queste scelte producono una finestra contenente il solo package o il solo simbolo elettrico, già visti al punto A). Ad esempio ecco il Package del B25P; con questi passaggi si ottiene : doppio click In ogni caso - A), B), C) - si può procedere all esportazione dell oggetto e, contemporaneamente, di tutta la libreria. 5) Ora si può esportare il Device. Selezionare File Export ; un submenu consente opzioni diverse. A) Se si esporta da Package con Image si ha ovviamente la sola immagine; la si può copiare negli appunti, o in un file. E possibile selezionare la risoluzione (Resolution) in punti per pollice (dpi). Ad esempio, ecco le immagini rispettivamente del B25P e del CIP20C-6MM (non nella stessa scala, per ragioni di spazio): pag. 57 di 63

58 B) Se si esporta con Script si ottiene un file.scr, a cui si può dare un nome a scelta, ad esempio pot.scr, che si può importare nel Pattern Editor di DipTrace, per utilizzare la libreria come Pattern, o nel Component Editor, per utilizzare la libreria come Component. La cosa importante è che in realtà con l operazione del punto 5) non si è esportato il singolo Device, ma tutta la libreria che lo contiene! Vediamo. 6) Lanciare il Pattern Editor di DipTrace e selezionare Library Import Eagle Script (*.scr) ; selezionare lo script creato al punto 5) B). Nel pannello verticale a sinistra dell Editor appare la lista completa dei Package presenti nella libreria originale di Eagle ) Selezionare Library Library Name and Hint ; Inserire un nome in chiaro nel campo Name: (non il nome del file; lo si darà dopo; e non troppo lungo, altrimenti in Schematic o PCB Layout apparirà tagliato) ed un descrizione nel campo Hint:. Ad esempio: Premere [OK]. 8) Selezionare Library Save As ; scegliere un nome per la libreria, ad es. pot_eagle : pag. 58 di 63

59 Cliccare Salva. 9) Lanciare il Component Editor di DipTrace e selezionare Library Import Eagle Script (*.scr) ; selezionare lo stesso script creato al punto 5) B). Anche ora, nel pannello verticale a sinistra dell Editor appare la lista dei Symbol presenti nella libreria originale di Eagle ) Selezionare Library Library Name and Hint ; Inserire un nome in chiaro nel campo Name ed una descrizione nel campo Hint:. E bene usare le stesse definizioni di prima (si tratta degli stessi dispositivi ): Ad esempio: 11) Selezionare Library Save As : pag. 59 di 63

60 Selezionare preferibilmente lo stesso nome del punto 9), pot_eagle. Cliccare Salva. Ora la libreria è presente nei formati Pattern (pot_eagle.lib) e Component (pot_eagle.eli). 12) Adesso si deve attivare la libreria in Schematic e in PCB Layout di DipTrace. Lanciare il primo e selezionare Library Setup. Nella finestra che appare, nel pannello Active deselezionare Get Libraries from Folder e cliccare il bottone [ ] nel lato destro della lista. Cercare la libreria pot_eagle : ed aprirla. Ora in fondo all elenco Active nella finestra del Library Setup apparirà la libreria importata, definita secondo il Library Name e l Hint stabiliti nei punti 7) e 10), Potenz. (Libreria Eagle) : pag. 60 di 63

61 Volendo si può portare la libreria nelle prime posizioni selezionandola e cliccando ripetutamente il bottone con il triangolo nero rivolto verso l alto. Ora si può chiudere il Setup con [Close]. 13) Ripetere le stesse operazioni in PCB Layout di DipTrace. Ecco ora presente la libreria in Schematic. Nella lista appaiono i simboli elettrici, al fondo della stessa si vede la forma del corrispondente componente selezionato. Si può ad esempio scegliere un potenziometro CIP20C-6MM, con contenitore metallico, bussola di fissaggio ed alberino di comando da 6 mm (il classico potenziometro da pannello). Vediamo un applicazione dello stesso componente in un preamplificatore a tensione singola con l operazionale TL081, con guadagno variabile da 1 a 100. Il potenziometro P1, posto sull ingresso invertente dell operazionale, regola il livello del segnale in entrata; P2, facente parte del circuito di retroazione, stabilisce il guadagno dell amplificatore. pag. 61 di 63

62 Ecco il layout in PCB Layout, quindi dal lato componenti; le tracce di rame sono in massima parte quelle ottenute direttamente con l Autorouter (in realtà uno dei più potenti tra i programmi di questo genere), e perfezionate manualmente con la funzione Free Edit Traces. Ed ecco il circuito stampato dal lato rame, visto in Preview, settato in scala 200%, e salvato come Bitmap (*.bmp): pag. 62 di 63

63 N.B. - Queste immagini sono state ottenute prima dell effettuazione delle modifiche spiegate nell Appendice 2) - Come modificare le librerie di Pattern per aumentare le dimensioni delle piazzole dei componenti. Le immagini corrette, ottenute dopo le modifiche, si vedono in tale sezione. pag. 63 di 63