ORCAD 9.1 GUIDA ALL’UTILIZZO

INTRODUZIONE ORCAD E’ UN SOFTWARE CAD PROFESSIONALE , CHE E’ IN GRADO DI REALIZZARE SCHEDE ELETTRONICHE A CIRCUITO STAMPATO. LA QUALITA’ DI UN PROGETTO ELETTRONICO SVILUPPATO CON UN SISTEMA CAD NON MIGLIORA PER IL SOLO FATTO CHE I DISEGNI DI FABBRICAZIONE O DOCUMENTAZIONE SONO STATI REALIZZATI ELETTRONICAMENTE INVECE CHE CON UN PROCESSO MANUALE. LA VALIDITA’ DEL PROGETTO RIMANE SEMPRE RESPONSABILITA’ DEL DISEGNATORE. SONO LE SUE CAPACITA’ , LA SUA ESPERIENZA E LE SCELTE CHE EGLI COMPIE CHE DETERMINANO LA QUALITA’ DEL PRODOTTO FINALE.

ORCAD AL SUO INTERNO DISPONE DI UN PACCHETTO DI SOFTWARE CAPACE DI DI REALIZZARE , SCHEMA ELETTRICO, CIRCUITO STAMPATO E SIMULAZIONE DEL PROGETTO CHE SI VUOLE REALIZZARE. QUESTO TUTORIAL SI LIMITA AD ILLUSTRARE I PASSAGGI FONDAMENTALI PER RALIZZARE IL CIRCUITO STAMPATO MEDIANTE L’UTILIZZO DEI SOFTWARE : CAPTURE CIS, PER IL DISEGNO DELLO SCHEMA ELETTRICO LAYOUT PLUS, PER LA CREAZIONE DEL MASTER

Per iniziare il progetto Si fa partire Orcad 9.1 Capture e si seguono le seguenti istruzioni: Si seleziona File\New\Projet Si da un nome al progetto Si sceglie su quale directory vogliamo salvare il nostro lavoro

Fatto ciò si inizia a disegnare il circuito. Per inserire i componenti si clicca con il mouse nell’icona che rappresenta la porta logica AND

Una volta cliccato il pulsante (get new part) apparirà la seguente schermata

Nello spazio dove c’è scritto (part) inseriamo il nome del componente come viene indicato in figura

Se il componente che cerchiamo non è presente nella lista dei componenti dobbiamo cercarlo in altre librerie come viene indicato nella figura a destra Si clicca (Add library…)si selezionano tutte le librerie disponibili o una in particolare

Si clicca su apri e tutte le librerie verranno inserite nella lista(libraries:),quella che indica la freccia

Una volta selezionato il componente questo verrà inserito nella schermata di disegno

È indispensabile al fine di un corretto funzionamento che ogni circuito abbia come riferimento sia la Vcc che Gnd Questi riferimenti sono indispensabili se progettiamo un circuito in cui c’è la presenza di un qualsiasi integrato dato che in essi non sono riportati i piedini di alimentazione Se i due riferimenti non vengono inseriti nel circuito al momento dell’elaborazione del master i piedini degli integrati o di qualsiasi componente a cui essi si riferiscono non vengono collegati

Inoltre se l’integrato o il componente elettronico che si utilizza non dispone dei pin di alimentazione, è opportuno inserirli in modo da non commettere errori durante la realizzazione del circuito stampato. Per far ciò, selezionare il componente e cliccare con il tasto destro del mouse e selezionare l’opzione “Edit Part” Aperta la schermata, bisogna individuare quali sono i pin di alimentazione. Individuato i pin gnd e Vcc, cliccare su di essi con il tasto destro e selezionare l’opzione “Edit Properties”. A questo punto spuntare l’opzione “pin visible “

La Vcc e il Gnd si inseriscono cliccando con il mouse dove indicano le frecce dell’immagine a destra

Per collegare i vari componenti inseriti nella griglia di lavoro,(premesso che questi prima vanno posizionati in modo da rendere leggibile il progetto)si utilizza il tasto che viene indicato con una linea spezzata(palce wire)come indicato in figura

Si collegano i vari componenti, facendo però attenzione che non si faccia entrare il filo oltre il quadratino di connessione, altrimenti si commette un errore

Se si vuole modificare il nome di un componente si clicca due volte con il mouse sul nome e apparirà una schermata di modifica dell’oggetto da modificare Se invece vogliamo modificare alcune proprietà del componente clicchiamo due volte su di esso con il mouse e apparirà la schermata di modifica di tutti i parametri del componente. Inoltre se tra vari componenti bisogna effettuare delle connessioni si utilizza il tasto (Place juntion) indicato con un punto mirato

Terminato il disegno dello schema elettrico bisogna controllare se quest’ultimo contiene errori. Accertandosi che lo schema è privo di errori si passa alla net list, necessaria per la creazione del master.

Controllo Errori Si clicca su project manager apparirà la seguente schermata clicchiamo su “DRC”

Controllo Errori Se il disegno e privo di errori passiamo alla net list altrimenti il si correggono gli errori che il software ci indica

Creazione Netlist Una volta cliccato project manager e controllato se ci sono errori si clicca su create netlist come indicato in figura dalla freccia (Fig.17)

Una volta cliccato il tasto create netlist apparirà la seguente schermata

si clicca su Layout e si selezionano le opzioni “Run ECO” decidendo se utilizzare i millimetri o i pollici ( si consiglia di utilizzare i pollici perché è l’unita di misura predefinita del layout)

Si creerà così un file in formato ( Si creerà così un file in formato (.mnl)che verrà utilizzato con il software Orcad Layout per creare il master

Utilizzo Orcad Layout Si apre il programma Orcad Layout e appare la seguente schermata si clicca su FILE si continua con NEW e si cerca il file in formato(.mnl)che abbiamo creato con Capture

Una volta aperto il File in formato( Una volta aperto il File in formato(.mnl)il software ci richiede per ogni componente il suo contenitore cioè la footprint,come possiamo vedere in figura

Clicchiamo su quello che ci indicava precedentemente la freccia e scegliamo il contenitore adatto come vediamo in figura

Purtroppo l’enorme quantità di librerie presenti rende poco immediata la scelta Se alla fine ci accorgiamo che il footprint è sbagliato,lo possiamo cambiare senza alcun problema con il tasto modify footprint library

Creazione di una footprint Può accadere che il programma non dispone della footprint a noi necessaria per creare il master;questa si può creare attraverso l’istruzione File Library manager create new footprint. Si da il nome della footprint da creare e la si crea o partendo da una già presente modificandola o creandola da zero

Selezionati i vari contenitori dei componenti alla fine apparirà sul monitor una schermata che rappresenta il nostro master primitivo ancora non sbrogliato e con i componenti posizionati in base alla numeratura del contenitore come possiamo vedere nel riquadro accanto

Posizionamento componenti La prima cosa da fare al master è la posizionatura dei componenti in base allo schema elettrico creato precedentemente

CREARE IL BORDO SCHEDA ai fini di un corretto circuito stampato è importante creare il bordo della scheda. Tale bordo si crea attraverso l’istruzione “obstacle tool”

CREARE IL BORDO SCHEDA Per sapere le misure reali della scheda si esegue l’istruzione tool > measurament > select tool

Scelta strati da creare per il PCB A questo punto è opportuno stabilire quanti layer utilizzare per il nostro master.Per circuiti molto semplici è consigliato il monofaccia per quelli più complicati occorre creare più strati al master Per fare ciò si esegue l’istruzione: tool > layer > select from spreadsheet

SCELTA DEI LAYER Se si vuole creare un master monofaccia si seleziona il layer TOP, a doppia faccia invece si selezionano sia TOP che BOTTOM

Dimensionamento piste Per una migliore sicurezza è indispensabile dimensionare le varie parti del PCB in particolare le piste,la loro distanza,il loro spessore

Una volta eseguita l’istruzione OptionGlobal Spacing,apparirà la seguente schermata,si clicca con il mouse al vertice di ogni colonna e si stabilisce la misura che si vuole assegnare ad ogni pista

Una volta stabilita la distanza tra le varie piste è indispensabile stabilire la larghezza di ognuna di esse,tutto ciò si fa attraverso l’istruzione Tool Net Select From Spreadsheet

Apparirà la schermata a fianco , clicchiamo su Width Min con Max e decidiamo la larghezza delle piste

Dimensionamento piazzole Dimensionate le piste , bisogna modificare la larghezza delle piazzole di ciascun footprint; per fare ciò si esegue l’istruzione tool > padstack > select from spreadsheet

DIMENSIONAMENTO PIAZZOLE Apparirà la seguente schermata, si clicca al vertitice di ogni colonna e si stabilisce la dimensione di ogni piazzola

DIMENSIONAMENTO PIAZZOLE

Una volta cliccato il tasto Tool Padstach  Select from Spreadsheet, apparirà la seguente schermata,si clicca al vertice di ogni colonna e si decide la dimensione di ogni piazzola

SBROGLIATURA Fatte tutte le operazioni precedenti si passa alla sbrogliatura del master. Orcad da la possibilità di sbrogliare le piste in modalità automatica o manuale. Sia lo sbroglio manuale che automatico sono due opzioni molto valide per la realizzazione del circuito stampato. La scelta sta nella complessità del progetto che si vuole realizzare.

SBROGLIO AUTOMATICO Per lo sbroglio automatico delle piste, si esegue l’istruzione Auto > Autoroute > board

SBROGLIO AUTOMATICO Al termine dello sbroglio il programma evidenzia in azzurro le piste del lato componenti e in rosso le piste del lato rame

SBROGLIO MANUALE Per sbrogliare manualmente ,scegliere il pulsante “add/edit “ route mode, dalla barra degli strumenti . Scegliere il pulsante “zoom in” dalla barra degli strumenti è ingrandire la zona che si vuole sbrogliare. Selezionare un elastico con il tasto sinistro del mouse e spostare il pointer per tracciare una pista sulla scheda

SBROGLIO MANUALE Per creare un collegamentp fra i due piani (top e bottom), cliccare con il tasto destro del mouse e selezionare la voce “add/via” come mostrato in figura .

CREARE RIEMPIMENTI DI RAME I riempimenti di rame vengono utilizzati soprattutto per i circuiti di potenza e radiofrequenza. Un’area di rame è usata per piazzare rame in una certa zona del master . Un perimetro di un’area di rame può essere di qualunque forma, usando angoli e archi come necessario. Può essere connessa ad un pin di un componente o ad una net assumendo le proprietà le proprietà di quest’ultima.

Se si vuole creare un aria di rame piazzata nel lato BOTTOM e connessa al pin di alimentazione GND, bisogna effettuare le seguenti operazioni: selezionare dalla barra degli strumenti il pulsante ostacle tool e tracciare attorno al master l’ostacolo. Fatto ciò cliccare col tasto destro del mouse e selezionare la voce proprietes. Visualizzata la schermata delle proprietà selezionare l’opzione copper pour, il layer utilizzato e il pin o la pista da connettere al rame (in questo caso gnd)

PIAZZOLE PER IL FISSAGGIO DELLA SCHEDA Qualora si desidera fissare la scheda in un contenitore metallico o plastico e opportuno creare le piazzole per il fissaggio. L’operazione è molto semplice: basta selezionare dalla barra degli strumenti il pulsante component tool, cliccare con il tasto destro del mouse e selezionare la voce new.

PIAZZOLE PER IL FISSAGGIO DELLA SCHEDA A questo punto scegliere il fotoprint appropriato e posizionarlo agli angoli della scheda. (fig.39)

Personalizzazione master È possibile inoltre personalizzare il master con delle nomenclature per rendere il progetto più personale tutto ciò si fa con il tasto T(text)come possiamo vedere in figura

INSERIRE TESTI Per rendere il progetto leggibile possiamo inserire delle nomenclature, ad esempio nei pin di alimentazione dell’integrato(Vcc, gnd). Per far questo si seleziona il pulsante text tool, si clicca col tasto destro e si seleziona l’opzione new

INSERIRE TESTI Visualizzata la schermata si scrive il testo che si vuole aggiungere al circuito, indicando il layer che si sta utilizzando.

Stampa del master Per poter realizzare il circuito è indispensabile stampare separatamente i vari layer del circuito per fare ciò si utilizza il tasto Option  Post Process Setting come si vede in figura

Cliccato questo tasto apparirà la seguente schermata,si clicca con il tasto destro del mouse su tutte le parti contrassegnate con (Yes),si clicca su Preview / Restore original /colors / Plot to Print Manager, e così stamperemo quello che ci interessa .

Inoltre se si desidera inserire i fori nelle piazzole, cliccare con il tasto destro del mouse selezionare la voce properties. A questo punto selezionare l’opzione Heep drills Holes Open come mostrato in figura

Per stampare il Top clicchiamo su di esso e eseguiamo le operazioni precedentemente indicate. (fig.43)

Per stampare il Bot clicchiamo su di esso e si eseguono le stesse operazioni. (Fig.44)

Inoltre possiamo stampare: Le saldature da effettuare I componenti I fori da eseguire con il trapano I contenitori

Da non dimenticare Prima di stampare i componenti è indispensabile sistemare la loro nomenclatura,ciò si fa cliccando due volte con il mouse su ogni nome e modificarlo in modo da rendere il master leggibile a qualsiasi operatore