Tutoriel d`utilisation d`Altium Designer X

Transcription

Tutoriel Altium Designer 10
Altium Designer 10 (AD X) est la nouvelle version du logiciel de
CAO électronique que vous allez utiliser à l’IUT (aussi bien en GE1 qu’en
GE2). Il ressemble beaucoup à son prédécesseur Protel 2004, mais il
dispose d’outils nouveaux que nous ne détaillerons pas ici.
Avant de commencer, lisez attentivement la notice d’utilisation qui
suit.
Le but de ce tutoriel est
de vous donner une procédure à
suivre pour réaliser un typon à
l'aide d’Altium.
Altium n’est pas simple,
c’est un outil professionnel,
mais il n’est pas non plus
impénétrable. En pratiquant,
vous saurez vite le maitriser.
Altium est assez répandu comme logiciel de CAO, je vous encourage donc à apprendre à
l’utiliser pour votre future carrière professionnelle.
Comment lire ce document.
Le texte qui permet de comprendre est écrit en italique.
Les consignes sont écrites en police Calibri gras.
Les commandes clavier ou les menus déroulants en police Impact
Ce document se veut à peu prés complet, il n’est donc pas
forcément totalement adapté à votre cas. Si vous partez de zéro, suivez la
procédure. Si vous partez d’un projet existant, juste après l’introduction,
sautez directement à la partie 3.
Plan
1. Installation d’AD X (Page 2)
2. Interface graphique d‘AD X (Page 4)
3. Création d'un projet (Page 5)
4. Saisie de schémas (Page 8)
5. Les circuits imprimés (Page 13)
6. Routage (Page 16)
7. Finalisation du PCB (Page 26)
8. Génération des fichiers pour fabrication (Page 29)
9. Simulation (Page 31)
10. Création d’une bibliothèque (Page 35)
Installation de AD X
Altium Designer 10 est un logiciel que les étudiants peuvent copier pour un usage
pédagogique, à domicile, dans le cadre de leurs études. Cela signifie qu'aucun produit
manufacturé et/ou payant ne peut être réalisé avec la version étudiante d’Altium, dans ou
hors du cadre de l'IUT.
La version de base d’AD X occupe environ 1,5 Go. Pour installer AD X, procédez de
la façon suivante :
Connectez-vous sur le serveur de votre département et
récupérez les fichiers d’installation (Profs vers élèves pour GE1,
Y:\commun pour GE2). Copiez-les sur votre ordinateur. Puis lancez
l’exécution du fichier AltiumInstaller.exe et suivez la procédure illustrée ci-dessous :
Cliquez sur Next
Acceptez le fichier de licence puis cliquez sur Next
Dans Installation Repository Location, entrez le chemin vers le répertoire "Altium Designer 10" que vous avez copié.
Version 2011
Creative Commons®-by-nc-sa
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par Hugues Angelis
Si le chemin est bon, vous devriez avoir :
- Version = 10
- Platform Revision = 10.557.22514
Dans ce cas Cliquez sur Next
Choisissez l'installation que vous voulez, puis cliquez sur Next
Choisissez les répertoires cibles, puis cliquez sur Next
Laissez le logiciel s'installer puis lancez Altium Designer.
Choisissez add standalone license file.
Sélectionnez le fichier de licence (.alf) se trouvant dans le
répertoire Licence monoposte
En bleu, votre licence active, cliquez sur Sign in
Utilisez le login : altiumiutcachan@gmail.com
le mot de passe : IUTCachan (sensible à la case)
Cochez TOUTES les cases puis cliquez sur sign in.
L’installation est terminée.
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Interface graphique d’AD X
Altium Designer est un logiciel de CAO il permet de créer des cartes électroniques à
partir d’un schéma, mais il permet aussi de faire des simulations de ces schémas (sous réserve
que des modèles de simulation soient disponibles) analogiques, numériques ou mixtes. Il
permet aussi de développer des programmes en langage C ou en VHDL (description
comportementale des fonctions numériques). L’interface évolue donc en fonction des tâches à
réaliser. Globalement on retrouve toutefois toujours la même structure :
Sous Altium Designer, l'écran est encadré de 3 barres :
 à gauche la barre de projet,
 à droite, la barre de librairie,
 en bas, la barre système.
En haut on trouve les menus déroulant, les boutons et les onglets.
Le contenu de ces barres change en fonction du travail en cour de réalisation.
L’ensemble des fonctions est paramétrable par la barre système.
Si vous faites disparaitre une fenêtre, vous pourrez systématiquement la faire
réapparaitre en regardant dans la barre système et en cliquant dans les cases présentes.
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par Hugues Angelis
La gestion des barres d’AD X se fait en plaçant le curseur pendant une seconde sur
l’onglet souhaité. Pas besoin de cliquer dessus. De même ces fenêtres ce referment quelques
secondes après que le curseur en soit parti.
On peut maintenir une fenêtre ouverte en cliquant sur le bouton en forme de punaise.
La fenêtre est alors punaisée à l’écran
et ne se rétracte plus. Pour la libérer,
vous pouvez, soit fermer la fenêtre en cliquant sur la croix en haut à droite (pour y avoir de
nouveau accès, il vous faudra passer par la barre système), soit cliquer à nouveau sur la
punaise pour revenir au mode de fonctionnement précédent.
Utilisation d’AD X
Essayez dans la mesure du possible de suivre la procédure strictement et linéairement
(ne sautez pas d’étapes). Si vous êtes perdu, le fait d’avoir suivi linéairement ce document
vous permettra de retrouver votre chemin.
Création d'un nouveau projet
Cliquez sur le menu : File → New → Project → PCB Project
La fenêtre de projet fait alors apparaitre un projet vide :
Avant
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Après
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Installation des bibliothèques de composants
Le projet est un container vide. Il faut rajouter des éléments essentiels pour que vous
puissiez travailler avec. Les éléments essentiels à tout projet sont :
-
La ou les bibliothèque(s) de composants (libraries en anglais)
Le ou les schémas
Le PCB (Printed Circuit Board).
Avant même de commencer un schéma, on va installer des bibliothèques de composants.
Les bibliothèques par défaut sont fournies par Altium, il s’agit de Miscellaneous Devices et
Miscellaneous connectors. Le problème de ces bibliothèques repose sur le fait qu’elles ne
sont pas compatibles avec les règles de routage que nous vous imposons.
Si vous les utilisez sans rien changer aux modèles des composants, votre carte ne pourra
probablement pas être fonctionnelle (pastille trop petites, empreinte pas forcément adaptées
aux composants en stock).
Vous devez utiliser les bibliothèques de votre département. Dans peu de temps, elle sera
accessible via les coffres forts (vault) Altium de l’IUT. Toutefois, tant que ces coffre
n’existent pas, copiez la bibliothèque et insérez la dans Altium. Attention, vérifiez la présence
de mise à jour régulièrement.
Installer sa bibliothèque pour Altium
Cliquez sur le bouton Libraries de l’onglet Libraries (dans la barre
de librairie).
Dans la fenêtre qui s’ouvre cliquez
sur l’onglet installed, puis cliquez sur le
bouton install et choisissez le chemin (local
je le rappelle) vers la bibliothèque de votre
département.
Placez cette bibliothèque de préférence en premier dans la liste,
comme ça vous utiliserez cette bibliothèque prioritairement.
Installer sa bibliothèque pour le projet
Faites un clic-droit sur le projet et choisissez : "Add
existing to Project…", puis sélectionnez "Library File" dans la
rubrique "Fichier de type" (choix déroulant de la fenêtre qui s'est
ouverte).
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Sauvegarder son projet
Pour sauvegarder le projet, faites un clic-droit sur le nom du projet dans la fenêtre de
projet et en cliquez sur "Save-As".
Navigation et déplacement
Pour vous déplacer dans un schéma, pour zoomer ou dézoomer, il suffit de savoir
utiliser la souris et sa roulette :
La roulette permet de déplacer la page verticalement,
La roulette + Shift (majuscule) permet de déplacer la page horizontalement
La roulette + Ctrl (contrôle) permet de zoomer ou de dézoomer.
FAQ :
1. Mon fichier est bien dans la fenêtre de projet mais comme FREE DOCUMENTS :
Sélectionnez le fichier dans la fenêtre de projet et glissez-le dans le projet (en maintenant
le bouton gauche enfoncé).
2. Je veux ajouter un fichier déjà existant à mon projet :
Procédez comme pour l'inclusion de la bibliothèque en choisissant le bon type de fichier
3. Ma barre de projet ne contient pas d'onglet Projects ou ma barre d'outils ne contient
pas d'onglet Libraries.
 Cliquez sur l'onglet System de la barre système et cliquez en suite sur le nom de
l'onglet manquant.
 Déplacez en suite la fenêtre dans la barre qui convient.
4. Mon espace de travail, à gauche, en bas, ou à droite, m'affiche des fenêtres qui
occupent beaucoup de place Si je les ferme, elles disparaissent, mais l'onglet aussi.
 Dans le coin en haut à gauche de ces fenêtres, vous devez trouver le pictogramme
.
 Cliquez pour obtenir le pictogramme .
 Dès que vous cliquerez sur une zone hors de cette fenêtre, celle-ci va se refermer et il
suffit de mettre votre pointeur sur l'onglet pour que celui s'ouvre à nouveau.
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Saisie de schemas
Ouvrez un schéma (File → Open…) ou créez un nouveau
schéma (File → New → Schematic).
Vérifiez que vous avez bien la bibliothèque (Library) dans la
barre de droite, sinon, replacez la (voir page 6).
Votre fenêtre doit ressembler à ça.
Maintenant, vous allez implanter
vos composants en les sélectionnant
dans la bibliothèque.
Utilisez autant que possible des
composants issus de la bibliothèque
IUT. Les composants des autres
bibliothèques d’Altium Designer sont
souvent incomplets ou inexploitables
par les étudiants.
Pour placer un composant sur le schéma, cliquez sur le bouton Place <nom du composant>.
A chaque fois que vous effectuez un clic gauche, le composant est posé sur la feuille
de schéma. Un clic droit arrête le placement du composant.
On peut faire faire une rotation de 90° à un composant en appuyant sur la barre ESPACE.
Attention, le composant ne doit pas être posé sur la feuille, vous ne pouvez faire de miroir que
si le composant est flottant (maintenez le bouton gauche de la souris enfoncé lorsque le
pointeur est sur le composant pour le rendre flottant).
On peut faire une image miroir (par symétrie) d'un composant en appuyant sur la touche X
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Vous remarquerez que les composants ont tous un nom de type "U?" ou "R?". Ne modifiez
pas ces noms tout de suite, attendez la fin de la saisie de votre schéma pour effectuer la
modification, car un outil permet automatiquement à Altium de leur attribuer un nom
unique.
Toute modification manuelle à ce stade pourrait entrainer un comportement étrange de
l'outil de numérotation des composants.
Une fois le placement de vos composants, sur le schéma, achevé (ou en cours), vous
devez réaliser des liaisons entre les pattes des composants.
L'interconnexion des composants entre eux peut se faire par des fils (Wires) en
cliquant sur le bouton
(Place Wire) ou par le raccourci clavier (P → W = appuyez en
séquence sur P puis sur W, pour Place → Wire).
Le curseur se transforme alors en croix.
Curseur en l'air
Curseur en contact
avec une patte de
composant
Tracé de la ligne
Arrivée sur un autre
contact
(fin de la ligne)
Pour tracer une liaison entre 2 composants en utilisant la commande Place Wire,
cliquez sur le point de départ (patte d'un composant, à l'endroit où la croix intérieure du
curseur devient rouge) puis déplacez votre souris et cliquez à chaque changement de
direction. Pour terminer la liaison cliquez sur une patte de composant ou faites un clic droit.
On peut placer un fil à partir de n’importe où et vers n’importe quel point, sans
forcément faire une liaison. Pour faire une liaison au sens électrique du terme, vous devez
partir d’un point de connexion pour arriver à un point de connexion. Le curseur vous indique
quand vous êtes sur un point de connexion (croix rouge au centre du curseur).
Une autre méthode de connexion consiste à donner des noms à des
liaisons en utilisant la commande Net Label (cliquez sur le bouton , ou
P → N, pour Place → Net Label).
Deux liaisons ayant le même nom sont reliées l'une à l'autre. Cette méthode est très utile
pour les connecteurs ou pour les liaisons longues distances.
On peut changer le nom de ces liaisons en double-cliquant sur le nom. Attention, même si
Altium n'est pas sensible à la différence entre majuscules et minuscules, l'orthographe des
noms des deux morceaux de la liaison DOIT ÊTRE STRICTEMENT LA MÊME.
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Certaines liaisons sont spécifiques, il s'agit des liaisons d'alimentation. Pour les identifier plus
facilement, elles ont des symboles spécifiques :
.
Ces symboles permettent de donner automatiquement le nom GND ( ) ou Vcc ( ) à une
liaison. Il ne s'agit pas d'un connecteur. Vous devez donc toujours prévoir un connecteur
pour l'alimentation.
On peut aussi renommer le signal Vcc en double-cliquant dessus :
.
Attention,
les
composants
numériques (74XXX ou autre)
ONT BESOIN D'UN VCC
POUR ÊTRE ALIMENTÉS.
On peut (et vous devez) modifier les
valeurs des composants (par exemple, sur le
schéma ci-contre, toutes les capacités ont la valeur
100nF). Pour modifier leurs valeurs, double
cliquez sur le composant ou sur sa valeur. Ceci est
aussi valable pour les noms des composants.
Par exemple en double cliquant sur 78XX, on obtient la fenêtre suivante :
En cliquant sur la valeur
En cliquant sur le composant
Pour modifier la valeur remplacez les XX par la valeur souhaitée.
Une fois la saisie terminée, vous devez donner un numéro unique à chacun
des composants de votre schéma. Ces numéros DOIVENT être uniques pour
la réalisation d'un circuit imprimé.
La méthode la plus simple pour
nommer vos composants consiste à
taper : T → U (Tools → Annotate Quiet).
Au final on obtient un schéma complet.
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FAQ :
1. Comment se déplacer sur la feuille de schéma ?
Deux solutions s'offrent à vous :
 Utilisez l'Autopan de Altium (pour cela approchez la souris, en mode croix, d'un des
bords de la feuille), le déplacement est automatique.
 Utilisez la molette de votre souris (si disponible) :
 Molette, déplacement vertical ;
 Shift + Molette, déplacement horizontal ;
 Ctrl + Molette, zoom.
2. Problème de connexion
Y’a-t-il connexion ou pas entre 2 fils ?
C’est l’une des sources principale de problème
pour un montage. Regardez le schéma à gauche,
on dirait qu’il y a une connexion des fils à la
masse, mais a bien y regarder (à droite) on voit
qu’il n’y a pas de point de connexion.
Pour visualiser plus facilement
qu’il y a bien une connexion, modifiez
les préférences d’AD X en cliquant sur
le
menu
déroulant
DXP
puis
préférences.
Dans la rubrique Schematic puis General vous
trouverez une case à cocher Display Cross-Overs. Activezla !
De retour dans le schéma, vous verrez (à droite) les effets
de cette case. Si vous vouliez faire une connexion, c’est raté.
On ne peut pas sous AD X faire de
connexion de 2 fils si l’on n’est pas sur
l’extrémité d’un des 2 fils.
Une autre solution consiste à mettre des masses directement sous
chaque composant…
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3. Mon composant n'est pas dans la bibliothèque de l’IUT.
Tout dépend de ce que vous faites. Si vous faites un PCB (ce qui est le cadre de ce tutoriel), il
est possible de substituer un composant par un autre. Par exemple, on peut utiliser un 74LS04
à la place d'un 74HC04 car ils sont compatibles patte à patte. Pour donner à votre schéma un
semblant de réalité, renommez les composants.
On double clic sur le
composant du bas
On modifie le Comment
Le composant change de
nom
ATTENTION : 2 composants ayant des commentaires différents sont considéré par Altium Designer
comme impossible à mettre dans le même boitier. Autrement dit, si vous ne renommez pas tous les
composants, Altium ne le fera pas à votre place.
Si votre composant n'a pas d'équivalent dans la bibliothèque de composants, il faut alors le
créer, mais c'est une autre histoire (voir les annexes). Avant de demander à votre enseignant
de créer un nouveau composant, renseignez vous pour savoir s'il n'y a pas d'alternative.
4. J'utilise des portes logiques, on me dit qu'il y a plusieurs portes dans mon boîtier,
mais je ne vois pas comment choisir la porte.
Si vous utilisez l'annotation automatique (Tools → Annotate Quiet), Altium va numéroter
automatiquement vos portes logiques pour remplir les boîtiers, donc posez simplement vos
composants, Altium s'occupe du reste.
Toutefois, la numérotation des portes est rarement intelligente, si vous souhaitez la modifier à
la main, il va vous falloir double cliquer sur chacun des composants :
Double clic sur le
composant
Cliquez sur les flèches à gauche de Part et
sélectionnez la porte que vous voulez utiliser
Cliquez sur OK,
c'est fait !
5. "Monsieur, il y a des zigouiouis rouges sur mon schéma"
Ces jolis petits symboles signalent une erreur (en général, 2 composants ayant le même nom) :
Ici, les 2 capacités s'appellent C1…
Corrigez votre problème en changeant le numéro d'un des 2 composants, et la prochaine fois
utilisez l'annotation automatique.
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par Hugues Angelis
Les circuits imprimes
Technologie des circuits imprimés.
Un circuit imprimé, c'est la réalisation, sur une plaque d'isolant recouverte de cuivre,
d'une gravure correspondant à un typon. Le typon est le résultat du routage (pas forcément sur
ordinateur) d'un schéma électronique.
Les plaques que l'on utilise le plus pour la réalisation de circuits imprimés standards
(par opposition à hyperfréquence) sont des plaques de fibre de verre recouverte d'époxy
polymérisé (aussi appelées FR4). On dépose sur ces plaques une (ou plusieurs) surface de
cuivre d'épaisseur variable (de 18µm ou ½ OZ/foot², à 100µm ou 3 OZ/foot²). L'épaisseur
standard étant de 35µm (ou 1 OZ/foot²). Les plaques possédant une seule face cuivrée sont
des cartes simples faces, celles cuivrées des deux cotés sont doubles faces.
La réalisation des circuits imprimés se fait sur ces plaques, soit par gravure mécanique
à l'aide d'une fraise (ou d'un laser), ou à l'aide d'une gravure chimique. La gravure chimique
est le procédé le plus employé (car plus rapide et plus précise que la gravure mécanique, mais
par contre, plus compliqué à mettre en œuvre).
Gravure mécanique
Gravure chimique
(image LPKF®)
(image Euro VIP®)
La gravure chimique est une oxydoréduction réalisée par projection de perchlorure de
fer (un liquide corrosif marron) sur le cuivre de la plaque. Pour éviter que le cuivre qui sert à
l'établissement des connexions ne soit détruit par le perchlorure de fer, on étale sur la surface
cuivrée une couche de résine photosensible, résistante au perchlorure de fer, qui permettra de
sélectionner les zones de gravure.
La gravure chimique se fait en 4 étapes :
Tout commence par une plaque d'époxy recouverte de
cuivre et de résine. On applique sur cette plaque un
calque ou un Mylar encré (par un photoploter ou une
imprimante laser).
On place cet ensemble dans une machine à insoler qui va
altérer la résine photosensible en envoyant un rayonnement
ultra-violet. C'est la phase d'insolation UV
Protégée par l'encre, une partie de la résine va être à l'abri
du rayonnement et ne sera donc pas altérée.
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par Hugues Angelis
L'encre doit toujours être en contact de la résine car les UV, en traversant le calque, ont
tendance à se diffuser (d’où un effet de flou qui pourrait altérer la résine sous les pistes les
plus fines).
On plonge en suite, la carte dans un bain de révélateur qui va éliminer la
résine altérée par le rayonnement UV, en laissant à nu le cuivre aux
endroits où la résine est éliminée. C'est la phase de développement.
La carte est alors plongée dans le bain de perchlorure de fer, qui va ronger
le cuivre mis à nu au développement. Le perchlorure de fer est maintenu à
une température d'une trentaine de degrés pour optimiser les échanges de
l'oxydoréduction. C'est la phase de gravure.
Enfin, par un nettoyage chimique, on va éliminer les résidus de résine
photosensible, pour ne plus laisser que le support en époxy avec son
cuivre à nu, qui devra être passivé (pour empêcher son oxydation).
C'est la phase d'élimination.
Techniques de réalisation
Les circuits imprimés, que vous allez réaliser, ne ressemblent pas aux circuits industriels,
mais pourtant, ils sont bel et bien faits quasiment de manière identique.
Circuits Imprimés Professionnels
Circuits Imprimés IUT
Plaque de cuivre nu (sans résine)
Plaque avec résine photosensible
0
1
2
3
4
5
6
7
Réalisation des fichiers Gerber
Perçage de la plaque
Métallisation des trous
Dépose de résine (par laminage)
Insolation UV
Développement
Gravure
Elimination
8 Etamage
9 Vernissage
10 Soudure
0
Réalisation du typon
1
2
3
4
5
Insolation UV
Développement
Gravure
Elimination
Perçage de la plaque
6
Soudure
Source Euro VIP ®
Les plaques "IUT" ne sont ni étamées, ni vernies, elles s'oxydent donc vite, ce qui
limite leur durée de vie à quelques années (ce qui est suffisant pour vous).
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par Hugues Angelis
La principale différence entre les tirages industriels et les tirages "fait
maison" repose sur la capacité pour les industriels de métalliser les trous de
perçage. Cette technique assez compliquée permet de créer des liaisons
électriques entre les 2 faces d'une plaque.
Grâce aux trous métallisés, l'insertion d'une patte de
composant dans le trou permet de souder d'un coté et d'établir
la liaison des 2 cotés. Tandis que pour un trou non métallisé, il
faut impérativement souder des 2 cotés pour établir une
liaison.
Percer
Percer est une activité qui prend beaucoup de temps (comptez au mieux une dizaine
trous par minutes). Comme l'IUT dispose de seulement 2 perceuses, cette activité va être
longue.
La norme de perçage impose plusieurs règles. Ici, seul le trou A est bon.
 Le trou B est mauvais car la surface annulaire autour du trou est trop
faible pour une soudure efficace.
 Le trou C est trop excentré (la tolérance varie selon les "classes" de
routage).
 Le trou D est mauvais car trop petit par rapport
au diamètre de la pastille, il devrait y avoir des freins thermiques pour
permettre une soudure efficace. Les freins thermiques permettent
"d'isoler" thermiquement une zone de cuivre du reste de la carte, sans
avoir d'isolation électrique (voir ci contre).

Le trou A est le seul trou de bonne qualité, son diamètre est la moitié du diamètre de la
pastille et il est centré.
Souder.
Souder en électronique, c'est créer une liaison électrique entre la patte d'un composant
et la surface d'une pastille. On utilise un intrant (la soudure) pour créer cette liaison.
La soudure est un alliage d'étain, avec soit du cuivre, soit de l'argent, soit les deux, et
un flux.
Le flux est un produit servant au mouillage (permet au métal en fusion de se répandre
au lieu de rester en boule), d'antioxydant (élimine l'oxygène dans les métaux au moment de la
fusion) et de conducteur thermique (permet de mieux transmettre la chaleur du fer dans les
surfaces en contact).
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par Hugues Angelis
La température de fusion de la soudure est d'environ 220°C.



La soudure est une technique à acquérir. Pour faire une
bonne soudure, il faut attendre d'avoir un fer très chaud. La
panne du fer doit être nettoyée (pour cela utilisez une petite
éponge humide, mais pas mouillée, sinon votre fer va
s'oxyder).
Amorcez votre fer en mettant une goute de soudure sur
l'extrémité de la panne du fer.
Mettez la panne de votre fer en contact avec la pastille
et la tige du composant.
Approchez la soudure par l'autre coté de la tige du
composant en la mettant en contact avec la pastille et la
tige.
En quelques secondes, la soudure va fondre et si
votre fer est suffisamment chaud, vous devriez réussir à
produire une soudure en forme de volcan.
Si vous avez un fer trop froid ou que vous n'avez pas mis assez de soudure, vous aurez
une liaison incomplète (la surface de la pastille n'est pas intégralement recouverte et la tige du
composant n'est pas totalement entourée de soudure). A l'inverse si vous avez mis trop de
soudure, vous obtenez une sorte de grosse boule de soudure. Dans ces deux cas, votre soudure
est à refaire.
L'autre point important est le temps mis pour faire une soudure. Si vous mettez trop de
temps, votre soudure aura un aspect gris, tandis qu'elle aura un aspect brillant si vous avez
soudé assez rapidement.
Dessouder un composant :
En cas de problème ou d'erreur, vous risquez d'avoir à dessouder un ou plusieurs
composants. Cette opération est dangereuse pour votre circuit. L'échauffement provoqué
lorsque l'on soude ou que l'on dessoude un composant entraine une diminution de
la résistance à l'arrachement des pistes de cuivre. Passé 125°C, la surface de la
plaque d'époxy va passer de l'état solide à l'état pâteux. Dès lors un effort de moins
de 1N/mm suffit à décoller les pistes.
Il est donc très fortement déconseillé de :



Chauffer longuement une pastille avec une pompe à dessouder avant d'activer
l'aspiration. Dès que la soudure devient liquide, l'aspiration doit avoir lieu et durer le
moins de temps possible.
Entrer un composant "à chaud", c'est-à-dire en chauffant la pastille pour permettre à la
tige de passer dans un trou obturé par de la soudure.
Extraire un composant "à chaud", c'est-à-dire en chauffant la pastille pour faire glisser
un composant dans de la soudure en fusion.
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par Hugues Angelis
Le Routage
Qu'est ce qu'un routage ?
Router une carte, c'est "dessiner" les pistes correspondant aux équipotentiels du schéma. Ce
travail est un jeu de patience et de réflexion, nécessitant de nombreux essais et une
méthodologie de travail rigoureuse.
Les règles d'or du routage (en italique, les règle MADE IN IUT)
1. Un bon routage, c'est avant tout un bon placement des composants.
Passer du temps à bien réfléchir au placement de ses composants, c'est un gain de
temps pour le routage.
2. Une piste a toujours une largeur supérieure ou égale à 40 mils (1 mils =
1
pouce
1000
= 25,4µm) c'est à dire que chaque piste doit mesurer au moins 1mm de large.
40 mils ≈ 1mm
3. Une pastille doit toujours avoir une taille supérieure ou égale à 80 mils (c'est à dire
2mm). En général, sauf pour les prises bananes, on considère que le diamètre d'une
pastille est le double du diamètre de perçage. Comme la plupart des composants
utilisent des trous de 1mm de diamètre, la pastille doit avoir un diamètre de 2mm soit
80 mils.
4. Plus il y a de courant, plus la piste doit être large, plus il y a de tension plus les pistes
doivent être isolées.
Voir les abaques de la page suivante.
5. Il ne doit pas il y avoir sur un routage d'angles inférieurs à 90°.
OK
Limite mais bon
Interdit
6. Pour Router (c'est à dire réaliser le PCB), on dispose de 3 méthodes de routage, toutes
ont des avantages et des inconvénients. Généralement, on privilégie les routages au
plus courts, mais il est conseillé d'utiliser des routages en étoile pour les alimentations
et en DAISY CHAIN pour les bus.
Au plus court
DAISY CHAIN
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En étoile
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par Hugues Angelis
Intensité et largeur de piste
Plus vous faites passer de courant dans
une piste et plus cette piste chauffe. La
dissipation se fait de 2 cotés, dans l'air, un peu,
et sur le substrat (la plaque d'époxy),
beaucoup.
Si une piste se décolle du substrat,
elle va fondre quasi immédiatement.
Le décollement se produit si la
température monte au delà de la température
de vitrification (entre 125 et 150°C) pendant
un temps trop long.
Nos plaques sont en "1-OZ Copper" (1 once par pied² soit 35µm d'épaisseur ou 305g/m²)
Tension et espacement entre pistes
Retrouvez ces valeurs sur le calculateur en ligne :
http://www.desmith.com/NMdS/Electronics/TraceWidth.html
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par Hugues Angelis
Les Composants
Un composant, c'est un élément réel, tangible, qui
peut être différent selon les technologies utilisées. Par
exemple, les circuits logiques ont plusieurs types de boitiers,
selon qu'ils sont en technologie CMS (Composants Montés
en Surface) ou en trou traversant (DIP). Et dans les CMS, il
existe de nombreux boîtiers différents.
Dans un schéma, on utilise une représentation fonctionnelle qui permet de
comprendre le comportement du système dans son ensemble, avec la symbolique
habituelle.
Dans le PCB, la symbolique disparait : on n’analyse plus le
comportement du système, on travaille à sa matérialisation. Les
composants sont donc vus d'une façon mécanique. Ce qui compte,
c'est leurs dimensions, l'écartement des pattes, les trous de fixation,
etc. La représentation de ces composants se nomme une empreinte.
Elle représente le boîtier du composant vu de dessus.
Le choix de l'empreinte doit donc être fait DANS le schéma, en fonction des
composants dont on dispose, et de la façon dont on envisage de les poser. Toutefois on perd,
avec l'empreinte, la 3ème dimension (la hauteur). Il est donc important de savoir ce qui se
cache derrière l'empreinte c'est-à-dire : le composant.
Pour modifier une empreinte dans le schéma, il suffit de double-cliquer sur un
composant et modifier le paramètre FOOTPRINT, pour l'adapter aux besoins.
Si l'on revient à notre schéma précédent, on a pour le
composant U1 (le 7805), une empreinte par défaut qui est
SOT 223. On peut le voir en double cliquant sur le composant.
On peut dès lors la modifier par exemple en TO220 ou
en TO220_FLAT (l'empreinte FLAT correspondant au
composant placé à plat sur la carte).
SOT 223
TO 220
Pour effectuer cette modification, il suffit de
cliquer sur la flèche et de
choisir
l'empreinte
sélectionnée (par exemple
TO220_FLAT).
On peut appliquer cette méthode pour tous les
composants de la carte.
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par Hugues Angelis
Le PCB (Printed Circuit Board)
Ouvrez un PCB (File → Open…) ou créez le File → New → PCB.
Sauvegardez-le immédiatement en tapant CTRL+S.
Configurez le pas (intervalle entre 2 pistes) en appuyant sur Ctrl+G
pour Grid properties. Dans la fenêtre qui s’ouvre vous pouvez
régler à la fois la grille visuelle et le pas de déplacement.
Pour régler la grille vous pouvez aussi appuyer sur le bouton
.
Arrivé à ce point, vous avez 2 possibilités : Soit la carte est déjà dessinée,
passez alors le point suivant, soit vous devez effectuer le dessin de la carte.
Dessiner le contour de la carte
Utilisez la commande Design →
Board Shape→Redefine Board Shape, ou au
clavier D → S → R
Je vous conseille alors de configurer
les grilles de façon adaptées (utilisez des
unités métriques, de préférence millimétrique ou centimétrique).
Dessinez alors votre carte. ATTENTION, le quadrillage n'est plus visible, vous
devez vous aider, pour la réalisation des contours de la carte, des
coordonnés (dans le coin en bas à gauche).
Il est conseillé de commencer à dessiner les contours de votre carte à partir de l'angle
en bas à gauche de la feuille (l'origine). Pour vous aider, vous pouvez aussi utiliser la
commande Edit→Origin (E→O) pour placer le point d’origine là où il est le plus pratique pour
votre dessin.
En Sélectionnant la couche TOP OVERLAY (dans les onglets en bas de la feuille
de PCB), vous pourrez aussi, pour vous aider dans votre tracé, utiliser des commandes de
dessin :
 Place → Dimension → Dimension (P → D → D) qui permet d'afficher des distances
sur le PCB.
 Place → Line (P → L) qui permet de tracer des lignes sur le PCB
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par Hugues Angelis
Une fois les contours de dessinés, vous devez les matérialiser sur la carte
en utilisant la couche multilayer :

Sélectionnez la couche multilayer.
pour Place → Interractive
 Cliquez sur le bouton
Routing (P → T).

Dessinez les contours de la carte.
Dans ce mode de fonctionnement, là encore, il est fortement
conseillé d'utiliser des définitions intelligentes pour la grille.
Vous pouvez vous servir de l'exemple précédent pour identifier les valeurs à saisir.
Importer la Netlist
Pour importer la Netlist (qu’il n’est pas nécessaire de
générer dans la saisie de schéma), une fois les contours de la
carte définis, choisissez :
Design → Import Changes From <le nom de votre PCB> (ou D → I)

Dans la fenêtre Engineering Change Order,
o Décochez tout ce qui concerne les Remove Rules, les Component Class et les
Add Rooms.
o Cochez tous les Add Components et les Add Nets.

Cliquez sur le bouton Validate Changes
.
Si tous les changements sont validés (un petit symbole vert au bout de la ligne).
 Cliquez sur Execute Changes
.
Si un changement n'est pas validé, cela peut signifier :
o Que votre PCB contient déjà des informations concernant un routage précédent.
Effacez tous les composants, puis utilisez la commande : Design → Netlist →
Clean All Nets (D → N → C), et recommencez l'importation.
o Qu'il y a une erreur sur votre Netlist (deux composants ayant le même nom, ou
autre), dans ce cas revérifiez votre schéma.

Cliquez sur CLOSE pour fermer la fenêtre.
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par Hugues Angelis
Placement des composants
Une fois la Netlist importée, vous devez réaliser le placement des composants (ceux-ci
sont généralement placés, après l'importation, à droite de la feuille).
On commence par les rapprocher :
 Utilisez les touches Page Up et Page Down pour les fonctions de Zoom.
 Appuyez sur Page Down jusqu'à ce que vous voyiez TOUS vos composants.
Amenez vos composants à coté (ou dans) les limites de votre carte :


Sélectionnez vos composants :
o Cliquez et maintenez appuyé.
o Déplacez la souris pour que tous vos composants se retrouvent dans le cadre
qui se dessine au fur et à mesure.
Faites glisser les composants :
o Placez votre souris au dessus d'un des composants sélectionnés, le curseur
devient un symbole de rose des vents (4 flèches dans les 4 directions Nord, Est,
Sud et Ouest).
o Cliquez et maintenez enfoncé.
o Déplacez la souris jusqu'à l'endroit voulu.
o Relâchez le bouton.
Remarques sur le placement des composants
En sélectionnant un composant (Cliquez sur le composant et maintenez la touche de la
souris enfoncée), vous pouvez modifier les paramètres graphiques de son empreinte :



Appuyez sur la touche ESPACE permet d'effectuer une rotation du composant de 90°
dans le sens trigonométrique.
Appuyez sur la touche L permet de passer le composant de l'autre coté de la carte.
N'appuyez pas sur la touche X, elle permet de faire une inversion du composant
(comme la touche L mais sur le même coté).
Si vous avez appuyé sur la touche L et que le contour de votre composant a disparu (mais
vous voyez encore les pastilles du composant), appuyez, cette fois ci sans sélectionner de
composant, sur L. Dans la fenêtre qui s'ouvre, cochez la case BOTTOM OVERLAY
ATTENTION :
Bien placer ses composants permet de
simplifier le routage. Prenez beaucoup de
temps pour réfléchir à votre placement.
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par Hugues Angelis
Routage
Une fois vos composants placés, des petits fils droits
apparaissent entre les différentes pastilles des composants. On
appelle ces fils le chevelu. Il convient de transformer le chevelu
en pistes. Cette opération s'appelle le routage.


 Sélectionnez la couche Bottom Layer
ou
appuyez sur Place → Interactive
routing (P → T).
 Cliquez sur le point de départ,
cliquez à chaque angle de la piste, jusqu'à ce qu'elle ait
atteint son extrémité.
Répétez l'opération tant que tous les fils du chevelu ne sont
pas devenus des pistes.
Simple face, double face
Le routage d’un composant dépend de la technologie de fabrication de la carte. A
l’IUT on ne sait pas faire de trous métallisés, c'est-à-dire que la patte d’un composant ne peut
pas être soudée n’importe comment.
Généralement vous travaillerez en double face, c'est-àdire avec des liaisons sur le dessus et sur le dessous d’une
même carte. On peut voir, sur la carte ci-contre, par
transparence, que des pistes existent sur les 2 faces de la carte.
Faire du double face entraine des problèmes pour
connecter les composants. Certains composants peuvent être
soudés des 2 cotés (par exemple les résistances), d’autres ne
peuvent être soudé que d’un seul côté (par exemple les connecteurs ou les LEDs). Enfin
certains peuvent être soudés, mais uniquement si la liaison vient de l’extérieur (par exemple le
composant DIP de la carte).
Passer d’une couche à une autre ne peut se faire qu’en
soudant des 2 côtés de la carte un fil qui permettra d’établir
une liaison électrique entre les 2 faces de la carte (nous
appellerons cela un Via). Cette technique est bien plus
compliquée qu’il n’y parait. Sur la carte ci-contre, vous voyez
entouré des vias.
N’oubliez donc pas : AD X travaille sans comprendre si les composants
sont soudables ou pas par le dessus, c’est à vous de réfléchir à cette question. Si
vous vous trompez votre carte ne pourra probablement pas être fabriquée.
Pour accéder à la couche du dessus cliquez en bas à gauche sur
l’onglet Top Layer.
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par Hugues Angelis
FAQ :
1. Je n'arrive pas à terminer mon routage.
N'hésitez pas à remettre en cause des pistes si vous n'arrivez pas à terminer votre routage.
S'il n'y a pas de solution pour passer directement, créez des STRAP (des fils sur la
couche du dessus). Ce fil doit toujours être droit, et les deux pistes auxquelles il est relié,
doivent être en position.
 Cliquez sur la fin de la première piste, une Via
apparait
 Cliquez sur la fin de la deuxième piste, une deuxième
Via apparaît.
Avant
Après
 Sélectionnez la couche Top Layer
.
 Cliquez sur
ou appuyez  Cliquez sur
(ou P → T), cliquez sur la première Via,
sur Place → Via (P → V)
puis cliquez sur la deuxième.
2. Comment faire pour fixer ma carte
Pour fixer votre carte sur le châssis, pensez à créer des pastilles pour pouvoir percer.
o Cliquez sur ou appuyez sur Place → Pad (P → P).
o Placez votre pastille
o Agrandissez la, si besoin, en double cliquant dessus pour qu’elle soit de
diamètre 3 mm (soit grosso-modo 120 mils).
3. Comment modifier la largeur des pistes.
Si vous n'avez pas encore réalisé le routage, il suffit de modifier les règles de routage.


Tapez Design → Rules (D → R)
Dans la fenêtre de gauche,
choisissez Routing puis Width.

Modifiez les paramètres
obtenir :
 Min = 10 mils.
 Max = 100 mils.
 Prefered = 40 mils.
pour
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par Hugues Angelis
Si vous avez déjà réalisé votre routage.





Cliquez à droite sur une piste.
Choisissez Find Similar Objects
Dans la fenêtre qui s'ouvre, modifiez, dans la rubrique Object Specific, l'option de
Layer en la changeant de Any à Same.
Cliquez sur OK
Dans la fenêtre inspector, dans la rubrique Graphical, mettez Width à 40 mils
4. J'ai tout routé, mais j'ai oublié un composant
Modifiez votre schéma.
Faites à nouveau une importation de Netlist.
Seul le ou les composants manquant sont importés.
5. Comment agrandir la taille d'une pastille ?
Si vous devez agrandir le diamètre d'une pastille :
 Double cliquez sur une pastille de composant.
 Dans Size and Shape.
 Modifiez les paramètres X Size et Y size en les
mettant à la valeur voulue.
6. Comment modifier la taille de certaines pastilles ?




Commencez par sélectionner les pastilles que vous voulez modifier en cliquant
dessus en maintenant la touche SHIFT enfoncée.
Faites un clique-droit sur une pastille et sélectionnez Find Similar Object.
Dans la rubrique Graphical, sélectionnez Selected et modifiez le paramètre de Any à
Same.
Dans la fenêtre inspector, dans la rubrique Object Specific, modifiez les paramètres
PAD X Size et PAD Y Size
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par Hugues Angelis
7. Ma carte, ou une zone de ma carte, est toute verte, que dois-je faire ?



Le vert pomme sous AD X signifie qu'il y a une erreur. Si sur votre carte un ou
plusieurs objets sont verts, cela signifie qu'il y a des erreurs. Dans ce cas, il faut
commencer par identifier les erreurs.
Tapez Tools → Design rule check (T → D).
Ne modifiez rien, cliquez sur Run Design Rule Check
.
La fenêtre qui s'ouvre vous liste les erreurs par type.
Les erreurs de type Clearance vous signalent que la distance entre 2 fils ou 2 pastilles
n'est pas suffisante pour garantir une bonne isolation de ces 2 pistes.
Les erreurs de type Short Circuit vous signalent que 2 fils ayant des tensions
différentes sont en contact.
Les erreurs de type Width Constraint vous signalent que vos pistes ne font pas la
bonne largeur.
Il ne vous reste plus qu’à corriger les problèmes signalés. Pour cela
fermez la fenêtre DRC (ou repassez sur l’onglet du PCB) et utilisez la fenêtre
message. Dans cette fenêtre sont listées les erreurs relevées par l’outil de
vérification. En cliquant dessus le PCB vous montre où l’erreur a été commise.
8. Vous n'arrivez plus à sélectionner quelque chose ou des composants sont en
surbrillance
En bas à droite de l'écran, il y a un bouton clear
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. Cliquez dessus.
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Achever son routage
Vérification du routage
Une fois que vous pensez avoir terminé votre routage, vous devez vérifier que tout est
convenablement réalisé.

Tapez Tools → Design rules check (T → D).


Cliquez sur le bouton
Vérifiez que dans la fenêtre qui s'ouvre PROTEL n'indique pas d'erreur. En particulier,
vérifiez bien qu'il n'y a pas de Unrouted Net Constraint Violation (liaison non routée).
Identification de la carte
Une fois que votre carte a été vérifiée par le logiciel et éventuellement par
l’enseignant, vous allez devoir l’envoyer en production. Vous devez donc ajouter à votre carte
des informations qui permettront sa réalisation et son identification. Vous devez écrire sur
chacune des faces de la carte :
 Le groupe et l’équipe (par exemple : B2 ou Grp B2 ou Groupe B2)
 Le coté (TOP pour le haut et BOTTOM pour le bas)
 Le nom de votre carte et/ou un numéro de version (par exemple Moteur_V1).
Pour placer un texte sur la carte :
 Cliquez sur l’onglet de la face où vous voulez écrire.
ou Place → String (P → S).
 Placez le ou les textes n’importe où (mettez en autant que de textes nécessaires).
 Modifiez les textes en double cliquant dessus.
o Sélectionnez la couche (layer) : TOP LAYER pour les écritures coté TOP.
o Sélectionnez BOTTOM LAYER pour les écritures du coté BOTTOM
Pour les textes écris du coté BOTTOM, cochez la case Mirror
Imprimez votre PCB
Pour obtenir une version papier ou PDF de votre PCB, cliquez sur File → Page Setup (F → u).
Choisissez l’option Fit Document On Page pour une visualisation du
résultat (utilisez alors Color Set en mode Color ou Gray, selon votre
imprimante.
Cliquez sur Advanced pour choisir ce que vous allez imprimer.
Faites un clic droit et choisissez Create Composite pour une
visualisation de toutes les couches sur un même plan (seul moyen de
visualiser votre routage).
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Créer un plan de masse
Avant de créer un plan de masse vous devez ajouter une règle de routage dans AD X.
Cette règle doit permettre de fixer une isolation (clearance) entre les éléments du routage et le
plan de masse différente de celle du routage normal.
Dans le menu Design → Rules (D → R),
ouvrez la rubrique Electrical puis
faites un clic droit sur la rubrique
Clearance et sélectionnez New Rule…
Renommez
cette
clearance_plan.
règle
en
Sélectionnez Advanced, puis cliquez
sur Query Builder…
Dans la fenêtre qui s’ouvre tapez dans la case Add First
Condition le texte in et laissez AD X compléter le texte.
Choisissez : In Any Polygon. Puis cliquez sur OK.
De retour dans la fenêtre des règles (en haut de la page),
dans la zone Constraints, dans Minimum Clearance,
saisissez une valeur d’au moins 2mm. Puis cliquez sur OK.
Dessin du plan de masse
Pour créer un plan de masse sur les couches Top et/ou Bottom :
o Cliquez sur le bouton
ou tapez sur Place →
polygone plane (P → G).
o Dans la fenêtre qui s'ouvre, modifiez les paramètres
suivants :
 Layer = Bottom (ou TOP) Layer.
 Connect to Net = GND (si vous n'en avez pas
inquiétez vous).
 Cochez la case Remove Dead Copper.
 Décochez la case Pour Over Same Net
o Cliquez sur OK
o Sur votre PCB, parcourez, les limites de la carte, en entourant l'ensemble de votre PCB.
Avant
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Après
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Generation des fichiers de fabrication.
Pour un calque


Cliquez sur File → Page Setup.
Modifiez les paramètres pour obtenir :
Vous devez IMPERATIVEMENT avoir
mis :



Scaling :
 Scale Mode = Scaled Print
 Scale = 1

Color Set = MONO
Cliquez en suite sur le bouton Advanced
Modifiez, en utilisant les fonctions suivantes (accessibles en faisant des clics droit
dans la fenêtre), les PCB Printout Properties, pour obtenir comme indiqué dans les
figures ci dessous :
Pour un typon en simple face
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Pour un typon en double face

Cliquez maintenant sur File→Print.

Pour un typon en simple face, vous récupérez les 2 feuilles suivantes :
Le Typon

Le schéma d'implantation
Pour un typon en double face, vous récupérez 4 feuilles :
o Le Typon coté TOP
o Le Typon coté BOTTOM
o L'implantation coté TOP
o L'implantation coté BOTTOM
Pour un gerber
La norme Gerber est une norme internationale utilisée par tous les fabricants de
Circuits imprimés, mais aussi par la majeure partie des machines à graver. Nous nous
intéressons ici exclusivement aux machines à graver LPKF de GE2.
Dans le fichier .PcbDoc, cliquez sur File→Fabrication Output (F→F) et choisissez
Gerber Files.
Dans l’onglet General, sélectionnez millimeter et le format 4:2
Dans l’onglet Layer, cochez les cases GTL, GBL et GM1, puis cliquez sur OK
Retournez dans le fichier .PcbDoc et cliquez sur File→Fabrication Output (F→F) et
choisissez NC Drill Files.
Sélectionnez millimeter et le format 4:2, puis cliquez 2 fois de suite sur OK
Copiez les fichiers générés (rangés dans un sous-répertoire project output for xxx)
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par Hugues Angelis
Simuler un circuit
La réalisation d’une carte électronique est un processus long et coûteux. Dès lors il
n’est pas envisageable de réaliser une carte non fonctionnelle. L’une des étape préliminaire à
la réalisation d’un PCB est donc la simulation de son schéma.
AD X inclut un simulateur (SPICE) et peut s’interfacer avec Quartus II pour intégrer
les fonctions de synthèse et de simulation de ce dernier.
Pour vous guider dans les différentes étapes de la simulation, nous vous proposons un
exemple simple : la charge et décharge d’un condensateur.
Saisie du schéma
Dans un projet, ajoutez un schéma : File → New → Schematic. Enregistrez aussitôt ce
schéma.
Pour saisir le schéma, vous serez attentifs à n’utiliser que des composants qui ont un
modèle de simulation. En effet, nombre de
composants n’ont pas de modèle de
simulation et ne peuvent donc pas être
simulés. Vous pouvez tout de même garder
sur votre schéma des composants sans
modèle
de
simulation
si
ceux-ci
n’interviennent pas dans le fonctionnement du circuit, par exemple un connecteur.
Tous les composants de base sont disponibles, avec un schéma de simulation, dans la
librairie Gamel_Trophy_v3 (GE2).




Ajoutez un condensateur sur le schéma.
Double-cliquez dessus pour accéder aux propriétés du composant.
Modifiez sa valeur 1uF. On note uF pour micro Farads.
Ajoutez une résistance et modifiez sa valeur en 10K (10 kOhms).
Pour la simulation, il est indispensable d’avoir un potentiel
de référence (la masse). Pour cela ajoutez une masse à votre circuit
et vérifiez que son nom est GND (en plaçant le curseur sur le fil).
Nous allons ensuite ajouter une source de simulation : vous
trouvez les plus utilisées (source de tension alternative, source de tension continue, générateur
d’impulsions) dans la barre d’outils, comme le montre l’image ci-dessous.
Vous trouverez un éventail complet de
sources dans les librairies de simulation présentes
dans le répertoire (Altium\library\simulation).
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par Hugues Angelis
Pour votre première simulation, et pour les suivantes
très certainement, les sources disponibles dans la barre d’outils
suffisent.
Choisissez le générateur d’impulsion 1 kHz.
Placez-le sur le schéma.
Ajoutez des noms aux isopotentielles aux endroits
intéressants (entrée et sortie du montage) Place → Net labels
(P → N).
Les noms des fils ne doivent pas comporter d'espace.
Il reste à régler les paramètres de ce générateur
d’impulsions. Pour pouvoir y accéder, il faut suivre la
procédure suivante :
o Double-cliquez sur le générateur
o Dans la fenêtre qui s’ouvre, Double-cliquez sur
Simulation
o Dans la fenêtre qui s'ouvre, cliquez sur l'onglet
parameters.
o Entrez les valeurs que vous souhaitez dans les champs
utiles.
Les cases à cocher Component parameter permettent
d’ajouter des paramètres à la liste disponibles sur la fenêtre
précédente.
o Choisissez d’ajouter les paramètres largeur d’impulsion (pulse width) et période (period).
o Cliquez sur OK.
Dans la fenêtre Component Properties, on retrouve alors les
paramètres choisis. On peut les modifier (choisissez par exemple
une largeur d’impulsion de 50 ms et une période de 100 ms) et pour
éviter d’alourdir le schéma, on ne les rendra pas visible (case à
cocher à gauche du paramètre).
Pour les portes logiques, l’alimentation est cachée. Les portes compatibles TTL (74xxnnn)
sont reliées implicitement à VCC et GND et les portes CMOS (40xxx) sont reliées
implicitement à VDD et GND. En fonction des portes logiques utilisées, à vous de prévoir un
Netlabel VCC ou VDD connecté à la tension adéquate (respectivement 5 V ou une tension de
3 à 18 V).
Pour être sûr du nom de ces broches cachées, dans la fenêtre Component Properties des
portes logiques, cochez la case Show All Pins On Sheet (Even if Hidden), située en bas à
gauche.
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par Hugues Angelis
Simuler un schéma
Affichez la barre d’outils de simulation View → Toolbars → Mixed Sim (V→T).
La barre d’outils de simulation est composée d’un premier bouton
pour lancer la simulation, d’un bouton clé à molette pour modifier les
réglages de la simulation. Vous ne vous servirez pas du dernier bouton.
o Cliquez sur la clé à molette pour modifier les paramètres de simulation.
Dans la fenêtre Analyse Setup qui vient de s’ouvrir, dans le menu General Setup, vous allez
indiquer les signaux que vous souhaitez voir en simulation :
 L’indice i derrière un composant indique que l’on souhaite voir le courant dans le
composant. Le courant est défini comme allant de la broche 1 à la broche 2 du
composant.
 L’indice p indique que l’on souhaite voir la puissance dans le composant. Les
composants passifs sont en convention récepteurs (on visualise la puissance reçue) et
les sources en convention générateur (on visualise la puissance fournie).
o Choisissez de visualiser VE, VS, le courant
dans la résistance (R1(i)) et la puissance dissipée
par la résistance (R1(p)).
o Dans la case SimView Setup, choisissez
Show active signals.
SimView Setup vous propose 2 possibilités :
visualiser les signaux actifs (ceux que vous avez
choisis) ou les mêmes signaux que lors de la
dernière visualisation. Pour votre première
simulation, vous choisissez bien entendu de
visualiser les signaux actifs.
Sélectionnez le menu Transient Analysis pour
régler les paramètres de simulation du régime
transitoire.
Ici, vous indiquerez simplement le nombre de
période à simuler (par exemple 3) et le nombre de
points de simulation par période (par exemple
500).
Puis cliquez sur OK
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par Hugues Angelis
o Lancez la simulation à l’aide de la touche
simulation.
(ou appuyez sur F9) de la barre d’outils de
Les résultats de la simulation apparaissent dans une nouvelle fenêtre.
En cliquant avec le bouton droit sur une courbe, un menu contextuel vous permet
d’ajouter ou de modifier des courbes. Dans la barre d’outils, vous trouverez aussi de quoi
zoomer sur les parties intéressantes des courbes.
Si votre schéma comporte des erreurs, une fenêtre de message apparaît
(System→Messages). Cette fenêtre vous indique les erreurs de votre schéma. Double-cliquez
sur une erreur pour la retrouver sur votre schéma.
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par Hugues Angelis
Creer une bibliotheque.
Dans votre utilisation d’AD X, vous serez fréquemment confronté à des composants
que l’on ne trouve pas dans les bibliothèques fournies par le constructeur. Vous serez alors
amenés à en créer une nouvelle pour vos composants. Ici, nous allons créer une bibliothèque
intégrée (integrated library).






Créez le projet : File→New→Project→integrated library.
Enregistrez ce projet.
Ajoutez une bibliothèque de schémas :
File→New→Library→schematic library
Enregistrez cette bibliothèque de schémas.
Ajoutez une nouvelle bibliothèque d’empreintes :
File→New→Library→PCB library
Enregistrez cette bibliothèque d’empreintes.
Créer un nouveau schéma de composant
Pour créer un nouveau composant, placez-vous sur la feuille correspondant à la
bibliothèque de schémas (.SchLib).
Dans la barre système (en bas), cliquez sur l’onglet SCH puis sur SCH Library pour faire
apparaître la fenêtre correspondant à votre bibliothèque de schémas et placez-la dans la barre
de projet (à gauche).
Dans la bibliothèque, il n’y a
pour l’instant qu’un composant
nommé Component_1. C’est ce
composant que nous allons modifier
pour qu’il ressemble à notre
connecteur.
Double-cliquez sur le nom du
composant pour accéder à la fenêtre
des propriétés du composant (Library
Component Properties).
Le désignateur par défaut est *. Vous devez le modifier pour lui donner un nom
compatible avec les dénominations courantes des logiciels de CAO, à savoir :




U? pour un composant
R? pour les résistances
C? pour les capacités
L? pour les inductances
AD X met automatiquement à jour, avec la
d’un composant si elle contient le symbole ?.
 D? pour les diodes
 Q? pour les transistors
 JP? pour les connecteurs
 Etc.
fonction Annotate Quiet, la désignation
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par Hugues Angelis
Sauf exception, le commentaire (default comment) est inutile, vous pouvez donc le
laisser tel-quel et décocher la case visible.
Modifiez le descriptif (description) en entrant les informations de la datasheet (par
exemple pour une diode 1N4148, la datasheet présente comme nom : High-speed diodes).
Rien n’empêche bien sûr d’être plus précis, en donnant des informations importantes (comme
par exemple le courant max dans une diode ou tout autre point qui vous semble important).
Cliquez sur OK et passez à l’édition du symbole du composant.
Dans la fenêtre schématique, placez autant de pattes de composant que nécessaire
avec la commande Place → Pin (P→P). Vous devez mettre autant de pattes que votre
composant utilise de broches.
Pour chacune des pattes, double-cliquez pour accéder à la page Pin Properties.
Display Name représente le nom de la patte dans le
composant. Par exemple pour une diode, on aura 2
noms : A et K, respectivement pour anode et cathode.
Modifiez-le en fonction de vos besoins. Si l’information
n’est pas pertinente, vous devez décocher la case Visible.
Designator représente le numéro de la patte du
composant. Vous devez entrer ici une valeur cohérente
avec celle de l’empreinte (on verra plus loin les
empreintes). Là encore, si l’information n’est pas
pertinente (par exemple pour les pattes d’une résistance),
vous devez décocher la case Visible.
Electical Type défini le type des signaux associés à cette patte. Vous avez le choix entre :
 Input (entrée numérique)
 Passive (composant passif)
 I/O (entrée/ sortie numérique)
 HiZ (haute impédance ou Z)
 Output (sortie numérique)
 Open Emitter (sortie 1 ou Z)
 Open collector (sortie 0 ou Z)
 Power (alimentation)
La section Graphical permet de définir les éléments graphiques de la patte (sa
longueur, sa position et son orientation). Comme pour une saisie de schéma classique,
appuyer sur la barre ESPACE pendant que la patte est sélectionnée permet aussi de la faire
tourner.
Réglez systématiquement la taille des pattes à 20.
Attention les pattes ont un sens. Seul l’un des coté est capable de se
connecter à un fil. L’autre coté (celui contenant le nom de la patte) ne peut pas
être connecté à un fil.
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par Hugues Angelis
Une fois toutes les pattes configurées, placez
une boîte pour représenter le composant. La plupart
du temps un rectangle suffit. Utilisez la commande
Place → Rectangle (P→R) et dessinez un rectangle
qui déborde un peu du cadre formé par les pattes que
vous avez posées.
Double cliquez sur le rectangle et cochez la
case Transparent.
Si vous avez besoin de faire des formes plus compliquées (triangle ou autre), utilisez
la commande Place → Polygon (P→Y), puis double-cliquez sur le polygone et modifiez les
paramètres :




Border Width à Smallest ;
Fill Color à la valeur 218 ;
Border Color à la valeur 221
Cochez la case Transparent.
Sauvegardez maintenant votre bibliothèque de schémas.
Si vous voulez ajouter d’autres schémas de composants, dans l’onglet SCH Library
cliquez sur le bouton Add. Vous pouvez aussi utiliser les fonctions copier-coller pour
récupérer des schémas dans d’autres librairies.
Créer une nouvelle empreinte de composant
Pour créer une nouvelle empreinte, placez-vous sur la feuille correspondant à la
librairie d’empreintes (.PcbLib).
Pour faire apparaitre la fenêtre de la bibliothèque d’empreinte, cliquez sur PCB dans la
barre Système puis sur PCB Library.
Copier une empreinte existante
Si l’empreinte que vous souhaitez existe dans une autre
bibliothèque, il est possible de faire un copier-coller de
l’empreinte souhaitée. Pour cela, vous allez ouvrir cette
bibliothèque en utilisant la commande File→Open (F→O) et
sélectionnez-la (il s’agit d’un fichier .intlib ou .libPkg). Dans
la fenêtre qui s’ouvre, choisissez le mode Extract Sources.
Dans la fenêtre de projet, la bibliothèque a été extraite et vous pouvez aller dans le
fichier .PcbLib, pour y copier les empreintes que vous voulez utiliser.
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par Hugues Angelis
Créer sa propre empreinte
Pour dessiner sa propre empreinte, il y a 2 possibilités, soit vous avez un composant à
trou traversant (et dans ce cas, c’est facile), soit vous avez un CMS et dans ce cas, cela va être
plus difficile.
Composant à trous traversant
Avec un composant à trous traversant, regardez dans la
documentation technique le diamètre des pattes (ici b1). Puis
rajoutez au moins 0,2mm au diamètre lu et arrondissez au
dixième supérieur. Par exemple ici, le
diamètre d’une patte est de 0,53mm donc en
rajoutant 0,2mm, on trouve 0,73mm soit un
perçage à 0,8mm. Dès lors le diamètre de la pastille étant le double de celui
du trou, vous devriez avoir une pastille de 1,6mm.
L’espacement entre les pattes étant de 2,54mm (100 mils) et entre les rangées de
7,62mm (300 mils), dans les options de la grille (Ctrl+G), fixez le pas à 100 mils. Reste à
poser 14 pastilles (pads en anglais, sous la forme de 2
rangées de 7 pastilles) en utilisant la commande Place→Pad
(P→P).
Double cliquez sur chaque pastille, réglez les
paramètres suivant :
 Hole Size : ici à 0,8mm.
 Designator : le numéro de la pastille doit
correspondre au numéro de la patte du composant sur le
schéma pour qu’AD X associe l’une à l’autre.
 Size & Shape : le diamètre des pastilles doit
être de 1,6mm, et la forme ronde, sauf pour la patte 1 où on
prendra une forme carrée.
Composant monté en surface (CMS)
Pour les CMS, l’empreinte est
souvent difficile à fabriquer, car autant on
trouvera dans la documentation technique
les propriétés mécaniques du composant,
autant l’empreinte est rarement décrite.
Dans les documentations, vous rechercherez
des indications concernant le LAND
PATTERN. Si vous les trouvez, tant mieux,
sinon, il ne vous reste plus qu’un seul
espoir, que l’empreinte soit connue par le
logiciel LP viewer® (Land Pattern viewer)
de Mentor-Graphics. Si ce n’est pas le cas, il
n’y a pas de solution… Sinon, le problème
est résolu, il suffit de suivre la documentation technique.
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par Hugues Angelis
Pour vous aider alors à dessiner votre
composant, il vous faudra alors tenir compte du
pitch (le pas des CMS) et des dimensions des
pastilles puis en déplaçant l’origine autant de fois
que nécessaire, vous devriez être capable de
reproduire l’empreinte.
Créer les pastilles pour un CMS
Comme pour les pastilles de composant à trous traversant, il vous faut autant de
pastilles que de broche à votre composant. Sélectionnez la fenêtre de la bibliothèque
d’empreinte (.PcbLib).
Dans PCB Library, vous disposez d’un composant PCBComponent_1. Double-cliquez
sur le composant et renommez l’empreinte pour lui donner un nom cohérent avec le nom de
l’empreinte du composant.




Dans Tools→Library Option (T→O), utilisez le système métrique.
Modifiez la grille pour l’adapter au pitch du composant.
Déposer vos pastilles en utilisant la commande Place→Pad (P→P). Il est déconseillé
de faire des copier-coller, car les numéros des pastilles (Designator) seront dupliqués
ce qui vous obligera à les modifier, un par un, manuellement, pour chaque pastille.
On pourra partiellement automatiser la tâche de modification du format des pastilles.
o Sélectionnez toutes les pastilles du composant
o Faites un clic-droit sur une pastille
o Cliquez sur find similar objects
o Modifiez la case Selected de
Any à Same
o Dans le PCB inspector, modifiez dans
l’ordre :
 Hole Size à 0
 Stack Mode à Simple
 Shape à Rectangular
 X-size et Y-size
 Layer à Top Layer
o Fermez la fenêtre
o Cliquez sur Clear
Il ne vous reste plus qu’à dessiner les limites
du composant.
 Sélectionnez la couche Top Overlay.
 A l’aide de la commande Place→Line (P→L),
en vous aidant des changements d’origine
Edit→Set Reference (E→F), tracez le dessin
du corps du composant.
 N’oubliez pas de mettre un symbole
identifiant la patte 1…
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par Hugues Angelis
Quand votre empreinte est terminée, vous devez impérativement placer
l’origine sur la patte 1 du composant. Tapez Edit→Set Reference (E→F) et
choisissez PIN 1.
Enregistrez votre bibliothèque.
Si vous voulez créer d’autres composants, retournez dans la fenêtre PCB Library,
faites un clic-droit et choisissez New Blank Component.
L’outil magique (empreinte automatique)
AD X est fourni avec un outil de création automatique qui permet de créer toutes les
empreintes sans difficultés. Vous devez, comme pour le mode manuel, connaitre les
dimensions précises de votre composant (taille des pastilles, forme du boitier, dimensions,
etc.). Pour y accéder, dans le fichier .PcbLib, faites un clic droit dans PCB Library, puis
sélectionnez Component Wizard.
Je vous encourage à n’utiliser dans la mesure du possible que le Wizard.
Comme pour la saisie manuelle, vous devez placer l’origine sur la patte 1.
Générer la librairie intégrée
Une librairie intégrée (.IntLib) est composée de composants dont le schéma est associé
à une (ou plusieurs) empreinte(s). Pour créer cette association, il faut simplement aller dans la
bibliothèque de schémas, le fichier .SchLib.
Dans l’onglet SCH Library, sélectionnez le composant
auquel vous voulez associer une empreinte.
Cliquez sur le bouton Add de la rubrique Model.
Dans la fenêtre Add New Model qui
vient de s’ouvrir, choisissez Footprint.
Dans la fenêtre PCB Model, cliquez sur Browse et
choisissez une empreinte du fichier .PcbLib que vous avez créé.
Sauvegardez alors le fichier .SchLib.
Dans l’onglet de projet, faites un clic-droit sur le projet
Integrated_Library1.LibPkg. Cliquez sur Save Project As.
Une fois la sauvegarde achevée, faites à nouveau un clic
droit sur le projet et choisissez Compile Integrated Library.
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par Hugues Angelis
Si la compilation se passe bien, vous venez de produire une bibliothèque xxx.IntLib
qui s’ajoute alors dans la liste de vos librairies installées. Dans le cas contraire, lisez les
erreurs dans la fenêtre de message pour les corriger.
Le fichier .IntLib est désormais disponible dans le répertoire de votre projet dans un
sous-répertoire nommé : Project output for xxx (où xxx est le nom de votre projet).
On peut aussi ajouter d’autres modèles que des empreintes à un schéma et en
particulier des modèles de simulation, en utilisant exactement la même méthode que pour les
associations d’empreintes.
La majeure partie des illustrations de ce document sont des captures d'écran réalisées par Hugues Angelis à partir du logiciel ALTIUM Designer® 10 et de
versions antérieures, et d'images réalisées par l'auteur ou par Anthony Juton.
Les autres illustrations sont à ma connaissance au moment de la rédaction libre de droits. Dans le cas contraire, merci de le signaler à l'adresse suivante :
hugues.angelis@u-psud.fr
Ce document n'est pas un produit de la société Altium®. Son contenu n'engage pas la société Altium®.
Pour la réalisation de ce document, les personnes (physiques ou morales) suivantes sont intervenues ou ont apporté une contribution :
Antony Juton (IUT de Cachan) pour sa version V2.
Michaël Hilairet (IUT de Cachan) pour sa v2009-2010.
Agnes Priou (IUT de Cachan) que je remercie pour les corrections…
Thierry Lequeu (IUT de Tours) : http://www.thierry-lequeu.fr
Pierre Poisson (IUT de Tours)
Pierre Fischer : http://sites.rapidus.net/pfischer/CI.html
Eric Labouret (IUT de Cachan)
Nick de Smith : http://www.desmith.com/NMdS/index.html
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Contact : hugues Angelis (IUT de Cachan) / E-mail : hugues.angelis@u-psud.fr
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