¿Cómo Configurar las Capas de Ruteo en Ultiboard?

Esta es una de las preguntas que más he recibido en los últimos meses. Cuando se está ruteando una tarjeta en Ultiboard es necesario determinar en qué capa irán colocadas las pistas de cobre. En un PCB simple es muy común colocar las pistas solo en la capa de cobre inferior, y en diseños más complejos (por ejemplo de 4 capas) se puede tener la necesidad de dejar capas libres para utilizarlas únicamente para tierra o alimentación.

Para ejemplificar esto voy a a abrir uno de los ejemplos incluidos en Ultiboard, asi que vamos a Archivo»Abrir Ejemplos y seleccionemos el archivo RoundRouted.ewprj. Este es un diseño ya ruteado de dos capas: Copper Top y Copper Bottom:

Si vemos a detalle este diseño en Ultiboard descubriremos que las pistas en color verde están en la capa superior (Copper Top) y las de color rojo en la capa inferior (Copper Bottom). Para este ejemplo vamos a rutear nuevamente la tarjeta así que borraremos todas las pistas. Seleccionamos Edición»Borrar Cobre»Todo el Cobre y damos clic en Aceptar. Ahora solo veremos las líneas amarillas indicando el ratsnest, es decir, las diversas conexiones entre los componentes del diseño.

Supongamos que ahora deseamos colocar pistas únicamente en la capa inferior de la tarjeta, y además queremos que el Autoruteador realice la operación de manera automática. Para este debemos decirle a Ultiboard que únicamente deseamos pistas en Copper Bottom. Vamos a la Tabla General (en la parte inferior de la interfaz de usuario) y seleccionemos la pestaña Nodos. Ahí encontraremos muchas propiedades como ancho de pista, longitud de pista, holguras, etc. La opción que nos interesa es Capas de ruteo:

Como podemos ver cada nodo tiene configurado 11, esto significa que está permitido rutear en ambas capas: superior e inferior. Para cambiar esto seleccionamos toda la columna Capas de ruteo y luego damos clic en alguna de las celdas 11, la ventana Capas de Ruteo se abrirá:

En esta ventana podemos habilitar o deshabilitar capas de acuerdo a nuestro diseño. Para este ejemplo deshabilitemos Copper Top y demos clic en Aceptar. Ahora la columna Capas de ruteo muestra 01, esto significa que el Autoruteador no colocará pistas en la capa superior.

Hagamos una prueba. Seleccionamos Autoruteador»Iniciar/Continuar Autoruteador. Encontraremos que el Autoruteador tiene problemas para colocar todas las pistas. Sin embargo podemos comprobar que Ultiboard está forzando a que todas las pistas sean colocadas en Copper Bottom.

La razón por la cual Ultiboard no puede rutear toda la tarjeta es debido a que no hay espacio suficiente en la capa inferior para el ruteo. En estos casos hay dos opciones: permitir rutear en la otra capa o aumentar el tamaño de la tarjeta.

Finalmente, si colocamos las pistas de manera manual en una capa no habilitada Ultiboard generará un error. La pista será colocada pero Ultiboard agregará unos círculos rojos indicando el problema.

Como siempre, espero sea de ayuda esta información. Éxito con sus diseños en Multisim y Ultiboard!

Fernando

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 4

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 1

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 2

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 3

Estamos listos para empezar a rutear la tarjeta. Existen varios métodos en Ultiboard, incluyendo un Autoruteador, aunque hay versiones del software que no lo incluyen. En este tutorial vamos a utilizar el método manual. Primero que nada debemos decir en qué capa vamos a crear la pista, en este caso tenemos solo dos: Capa Superior (Copper Top) y Capa Inferior (Copper Bottom).

En esta tarjeta vamos a crear las pistas en la capa superior. En la ventana Herramientas de Diseño demos doble clic sobre Copper Top para activar esta capa. También, en la barra de filtros desactivemos todo a excepción de Habilitar Selección de Pistas. Ahora vamos al menú Colocar>>Línea y utilicemos la rueda del mouse para acercarnos a los componentes. Por ejemplo, en la siguiente figura voy a crear la pista para conectar los componentes D1 y R3:

El ratsnet me indica hacia donde debe ir la conexión. Ahora hay que dar un clic en la terminal de D1, dibujar la línea y dar clic en la terminal de R3 para finalizar la pista:

Para salir del modo de colocación de pista dar click derecho y seleccionar Cancelar. El resto del proceso ya depende del diseñador, la idea es buscar la mejor ruta para las pistas. Como lo mencioné anteriormente, es todo un arte. Aquí está un ejemplo de la tarjeta ruteada:

En Ultiboard existe una vista en 3D de cómo quedaría la tarjeta. Se encuentra en el menú Vista>>Vista Previa 3D:

Con esto damos por terminado este serie de tutoriales introductorios a Ultiboard. Más adelante iremos comentando más a detalle acerca de funciones específicas en el software asi como la fabricación de la tarjeta.

Saludos!
Fernando

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 3

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 1

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 2

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 4

Ahora que ya hemos aprendido a utilizar los filtros de selección y la ventana Herramientas de Diseño configuraremos el tamaño de la tarjeta y colocaremos los componentes.

Cuando se transfiere el diseño desde Multisim a Ultiboard se crea automáticamente un contorno de tarjeta preestablecido. Dependiendo nuestro diseño nosotros podemos personalizar dicho contorno. Iniciemos activando la capa Contorno de Tarjeta en la ventana Herramientas de Diseño:

En la barra de filtro únicamente seleccionar Habilitar Selección de Otros Objetos:



Ahora demos doble clic sobre el contorno de la tarjeta para abrir sus Propiedades. En esta ventana seleccionar la pestaña Rectángulo. Introducir los siguientes valores: Ancho: 2000, Altura: 1500. Dar clic en Aceptar. El contorno de la tarjeta cambiará de tamaño:



Ahora vamos a iniciar la colocación de los componentes en la tarjeta, es aquí donde inicia todo un arte pues esto depende del tipo de componentes que estamos utilizando, las conexiones que tienen entre sí, etc. Para colocar los componentes primero vayamos al filtro de selección y activemos Habilitar Selección de Partes. Ahora simplemente hay que dar clic en los componentes y empezar a colocarlos dentro de la tarjeta:



En la figura anterior se muestra solo una sugerencia de cómo colocar los componentes, no existe una solución única pues como comenté anteriormente esto depende de muchos factores. También en la figura anterior observamos el ratsnest (líneas amarillas) de este circuito, que nos indica las conexiones entre los diversos componentes. El ratsnest va a ser la guía para empezar a crear las pistas de cobre.

En la próxima entrada continuaremos con el ruteo de la tarjeta.

Saludos,

Fernando

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 2

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 1

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 3

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 4

Continuando con el tutorial de Ultiboard, en esta entrada conoceremos más generalidades del ambiente. Una vez que se ha transferido el diseño de Multisim a Ultiboard el objetivo es colocar los componentes en la tarjeta y generar las rutas (pistas) de cobre. Claro, antes de eso debemos configurar el tamaño de la tarjeta, las capas de cobre, ancho de las pistas, etc. También es conveniente ajustar las opciones de la interfaz de usuario de Ultiboard para trabajar de una forma más cómoda.

Iniciemos por configurar las opciones de la interfaz de usuario. Para esto vamos al menú Opciones y damos clic en Preferencias Globales. En este ventana encontraremos varias pestañas donde podemos configurar la cuadrícula, líneas de cruz colores, guardado automático, etc. Selecciona alguna de las opciones para conocer su efecto.



Ahora exploremos la ventana Herramientas de Diseño. Esta ventana juega un papel muy importante cuando estamos realizando el diseño pues nos permite habilitar/deshabilitar capas de cobre, serigrafía, máscara de soldadura, etc. Veamos más a detalle esta ventana:

En la figura anterior podemos ver que tenemos dos capas de cobre en esta tarjeta, en la parte superior e inferior (Copper Top y Copper Bottom); tenemos también las capas de Serigrafía Superior e Inferior (es en estas capas donde van las imágenes de los componentes con su identificación); la capa Contorno de Tarjeta es donde podemos controlar el tamaño y la forma de nuestra tarjeta. Todas las capas las podemos habilitar y deshabilitar, es decir, si no queremos ver el contorno de la tarjeta solo basta con dar un clic en la caja donde está la ‘palomita’ y esta capa se podrá en un color gris, dando una vez mas clic desaparecerá el contorno de la tarjeta. Todo esto es útil cuando nuestro diseño va creciendo y tenemos nuestros componentes, pistas de cobre, etc., pero sólo nos interesa trabajar en una capa en particular.

Nota también que en la ventana Herramientas de Diseño hay una capa que está sombreada de rojo (en la figura anterior la capa Copper Top). Esto quiere decir que esa capa está seleccionada actualmente y si colocamos pistas de cobre éstas se colocaran en la capa superior. Si quisieramos poner pistas en la parte inferior, dar doble clic sobre Copper Bottom para seleccionar dicha capa.

Quizá por el momento estas herramientas parezcan algo confusas, pero a medida que avancemos en el diseño se irá aclarando más.

Ahora bien, en un diseño podemos tener componentes, pistas de cobre, terminales de los componentes, etiquetas de texto, figuras geométricas, etc. Imagínense un diseño con cientos de componentes, muchas pistas de cobre, etiquetas, etc y ustedes solo quieren seleccionar la terminal de un componente. Sería complicado hacerlo sin tocar otros objetos. Es por eso que en Ultiboard tenemos una barra de herramientas de filtros de selección. Localiza esta barra de herramientas:

Nota que en esta barra de herramientas podemos dar clic en Habilitar Selección de Partes, Habilitar Selección de Pistas, etc. Se pueden seleccionar varios filtros a la vez de ser necesario. Por ejemplo, desactiva todos los filtros, ve al espacio de trabajo e intenta seleccionar y mover un componente. ¿Se pudo realizar? Ahora ve al filtro de selección y da clic en Habilitar Selección de Partes. Repite el procedimiento.

Reto: ¿Cómo le harías para seleccionar únicamente el Contorno de la Tarjeta? Espero sus respuestas, comentarios y preguntas.

Hasta la próxima.

Fernando

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 1

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Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 3

Tutorial Introductorio de Ultiboard – Parte 4

En esta ocasión quiero presentarles un tutorial introductorio a Ultiboard. Ultiboard es una herramienta de software para el diseño de tarjetas PCB y está integrada con Multisim. Es decir, cuanto se instala Multisim, también se instala Ultiboard de manera automática. Ultiboard es una herramienta fácil de aprender a utilizar, claro, no está de más tener ciertos conocimientos de la terminología de diseño de PCBs y algunas generalidades.

En esta serie de tutoriales de Ultiboard conoceremos las generalidades del software y definiremos algunos de los términos más importantes de diseño de PCBs. Cabe mencionar que estoy utilizando la versión personalizada de Multisim 11 en Español, por lo que todas las descripciones de menús estarán en este idioma. Si aun no tienes la versión de Multisim en Español puedes descargarla aquí.

Iniciemos abriendo un diseño ya listo en Multisim, para esto en Multisim ir al menú Archivo>>Abrir Ejemplos… Selecciona el archivo FullWaveVoltageConverter y da clic en Abrir. Este es un circuito convertidor de onda completa:

Antes de transferir el diseño a Ultiboard debemos asegurarnos de que todos los componentes (resistores, capacitores, etc) cuentan con la información de huella (footprint). La huella no es más que la representación gráfica del componente real. Es decir, debe tener las dimensiones exactas que tendrá el componente real. Veamos como ejemplo la huella del componente R1. Da doble clic sobre el componente R1 para abrir sus propiedades, después selecciona la pestaña Valor. En la parte inferior de la ventana encontrarás la Configuración de diseño; ahí podemos ver que R1 tiene asignada la huella RES1300-700X250 (esta es una codificación que indica los detalles de la huella). Ahora da clic en Editar huella… después en Seleccionar de Base de Datos. Se abrirá la Base de Datos Maestra y verás la visualización de dicha huella:

En esta ventana también se puede seleccionar una huella distinta de ser necesario. El tipo de huella dependerá del componente que vayamos a utilizar en nuestro diseño. De manera general la información de huella estará en la hoja de especificaciones del componente. Dar clic en el botón Cancelar hasta cerrar las ventanas abiertas.

Es necesario aclarar que si un componente no tiene una huella asignada, dicho componente no será transferido a Ultiboard para el diseño del PCB. Te recomiendo consultar la siguiente entrada antigua para aprender acerca de los distintos tipos de componentes en Multisim.

Por otro lado las fuentes de poder y tierras son elementos virtuales, asi que no se transfieren a Ultiboard.

Listo, iniciemos la transferencia del diseño a Ultiboard, para esto ir al menú Transferir>>Transferir a Ultiboard>>Transferir a Ultiboard 11.0. Se nos pedirá crear un archivo EWNET, en este caso dejar el nombre sugerido (FullWaveVoltageConverter). El archivo EWNET contiene toda la información de cómo están conectados los componentes en el circuito. Dar clic en Guardar. Multisim nos alertará de que hay 5 componentes virtuales que no serán exportados (fuentes de poder y tierra):

Posteriormente se abrirá de manera automática la ventana Importar Netlist. Esta ventana nos da toda la información acerca de todos los elementos (componentes, nodos) que se están exportando de Multisim a Ultiboard:

Dar click en Aceptar. Ultiboard se abrirá automáticamente:

Lo que vemos ahora en la pantalla de Ultiboard son las huellas de los componentes que conforman el diseño, una serie de líneas que conectan las terminales de los componentes (conocidas como ratnets), y una tarjeta rectangular predeterminada. Igual que en Multisim podemos utilizar la rueda del mouse para acercanos/alejarnos en el espacio de trabajo. Seleccionar Archivo>>Guardar, luego Archivo>>Salir.

En la próxima entrada continuaremos conociendo más acerca de la interfaz de usuario de Ultiboard. Como siempre cualquier duda o comentario es bienvenido.

Saludos!
Fernando