Desenvolvendo placas de circuito impresso (PCB) no Altium Designer
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O desenvolvimento de Placas de Circuito Impresso (PCI) ou Printed Circuit Board (PCB) exige conhecimento técnico especializado e o principal software utilizado é o Altium Designer, que integra a criação de esquemas, simulações de circuitos diversos baseadas no SPICE, simulação e programação de FPGA com VHDL e desenvolvimento profissional do layout de placas. Esse software é desenvolvido pela Altium há muitos anos e evoluiu muito nos últimos 5 (cinco) anos melhorando consideravelmente sua usabilidade e integração com vários distribuidores de componentes eletrônicos.
Quando a aplicação é de alta frequência, é necessário planejamento e experiência para garantir o bom funcionamento do circuito uma vez que diversos fenômenos de propagação de sinais elétricos devem ser considerados como crosstalk, ruídos, reflexões, casamento de impedâncias, entre outros.
Esquema (Schematics)
O ambiente de criação de esquemas é muito intuitivo e a placa de circuito impresso é criada por meio de fios, componentes, rótulos, entre outros. Milhares de componentes estão disponíveis nas bibliotecas dos fabricantes disponíveis online no site da Altium, mas frequentemente é necessário a criação de componentes personalizados organizados em bibliotecas e divisão de folhas de esquema em vários arquivos distintos.
No esquema a seguir, exibimos um circuito simples que emprega um microcontrolador PIC 16F628A com encapsulamento SOIC:
PCB
No editor PCB, que é bastante complexo e permite a configuração de centenas de regras. Nas duas imagens abaixo, temos duas camadas (superior e inferior) da placa referente ao esquema do PIC 16F628A, que é bastante simples e de baixa frequência, mas pode ser melhorada bastante com o controle das impedâncias de alguns sinais por meio do controle dos comprimentos das trilhas e também melhor controle dos sinais TERRA (GND) e FONTE (5V0):
Uma PCB também pode ser desenvolvida diretamente no editor PCB, o que permite a criação de alguns componentes interessantes sem esquema como antenas e transformadores PCB:
Na imagem abaixo, temos o modo de visualização no modo de planejamento sem a visualização das camadas de sinais, para facilitar o posicionamento dos componentes e design mecânico da PCB:
3D
No modo de visualização 3D, é possível visualizar todos os componentes PCB que possuem corpos 3D configurados:
A maioria dos componentes 3D possuem apenas uma projeção cinza retangular, mas também é possível importar modelos 3D mais complexos que podem ser encontrados na internet em formato STEP (especialmente do site https://www.3dcontentcentral.com/):
Fabricação
Antes de enviar a PCB para fabricação, é necessário muita cautela e re-conferência de todas as trilhas para evitar perda de tempo e dinheiro. Os exemplos abaixo foram produzidos na China por uma empresa de fabricação de protótipos de baixo custo:
