Mdulo # 1

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LABORATORIO 6 TRANSICIN DE MULTISIM A ULTIBOARD

Ultiboard 11.0OBJETIVOS Transferencia de los circuitos esquemticos a la versin PCB. Familiarizarse con las distintas herramientas ofrecidas por el software Ultiboard.INFORMACION PRELIMINARUn PCB (printed circuit board) o tarjeta de circuito impreso, es una superficie constituida porcaminosde material conductor (generalmente cobre), laminadas sobre unsustratonoconductor. Se utiliza para conectar elctricamente un conjunto de componentes electrnicos.El sustrato se fabrica de resinas de fibra de vidrio,cermica,plstico,teflnopolmeroscomo labaquelita.Para realizar un buen diseo del PCB, es muy importante haber realizado la esquematizacin correctamente, ya que en ella se escogen las huellas de cada uno de los dispositivos con los que se trabajar en el ultiboard despus de hecha la transferencia.Ultiboard es un software para el diseo de circuitos impresos (PCB), es la contraparte del software Multisim, cuenta con herramientas como: Vistas en 3D, herramientas de diseo CAD, mltiples capas para el diseo de PCB y una amplia gama de huellas para dispositivos de superficie y de huecos. Ultiboard tiene soporte para pads avanzados y funcionalidades para micro pistas. Los pads y las pistas pueden tener diferentes formas en distintas capas.

Figura 1. Ventana principal del Ultiboard.I PARTETransferencia del circuito esquemtico desde Multisim a Ultiboard1. Abra Multisim y arme el siguiente circuito.

Figura 4. Fuente de voltaje DC de 1.25V a 12V con limitador de corriente a un amperio.2. Cambie las huellas de los dispositivos mostrados en el circuito a los que aparecen en la tabla 1. El pin de salida de 12 voltios lo puede encontrar en la pestaa de conectores como test point. Estos pines servirn, en el momento que se decida armar la fuente para que queden dos islas o pads, para alambrar las salidas hasta los conectores de banana.Tabla 1. Huellas de dispositivos. DispositivoHuella

R1, R6, R7R0204R7_5

R2R0207R10

Puente de diodo (D1)2WXXXM

C1RAD5

C2, C3CERCON1B

Q2TO-92(E-Line)

Q1TO-220AB

U1 (LM317)CASE-221A-09

R4, R5SSW3S

D2DO-204AH

R3SPITRI64W

Gnd y SalidaTEST _PT1

3. Transferencia de Multisim a Ultiboard.Luego de editadas todas las huellas de los dispositivos que conforman el circuito de la fuente, se procede con la transferencia a Ultiboard (Versin PCB de multisim). En el circuito hay varios dispositivos que se pudieron quitar y dejar test point o conectores para simplificar el traspaso a multisim; como por ejemplo: el transformador, los potencimetros de ajuste de voltaje, el interruptor, etc.Para realizar la transferencia de Multisim a Ultiboard, primero dirjase a la pestaa transfer y en ella seleccione la pestaa transferir a Ultiboard 10 o 11 segn la versin que se encuentre instalada en el equipo, como se muestra en la figura 5. Guarde el diseo con un nombre conocido para poder llamarlo en otro momento.

Figura 5. Pasos para transferir de Multisim a Ultiboard

Figura 6. Vista en 3D y espacio de trabajo del Ultiboard.Como se pudo observar al momento de la transferencia, el software advierte de un dispositivo virtual; este dispositivo virtual es la fuente de alimentacin AC, por ende no se le toma en cuenta y se le da clic en continuar.

4. Ya en el espacio de trabajo del Ultiboard, se proceder con la familiarizacin de las herramientas necesarias para hacer un PCB.

Figura 6. Herramientas de seleccin del espacio de trabajo.En la figura 6, se observan las pestaas que se estarn utilizando con mayor regularidad al momento de realizar un PCB. Estas se desglosaran de izquierda a derecha. Pestaa de seleccin de dispositivos: Al seleccionar esta pestaa, se tendr acceso al libre movimiento de dispositivos en el rea de trabajo, siempre y cuando las dems pestaas mostradas en la figura 6 estn deshabilitadas. Pestaa de seleccin de pistas: Al seleccionar esta pestaa, se tendr acceso al libre movimiento o seleccin de las pistas en el espacio de trabajo, siempre y cuando los dems botones estn deshabilitados. Pestaa para la seleccin de reas de cobre: Al seleccionar esta pestaa, se tiene acceso al movimiento de las reas de cobre pero va ligada con la barra de Capas mostrada en la figura 7. Habilita las vas dentro del diseo PCB. Habilita los Pads o islas. Habilita los pads de superficie o SMD. Habilita atributos como: ttulos indicaciones, etc. Habilita de cualquier otro objeto que no est dentro de la seleccin del los botones antes mencionado.Nota: Si desea saber ms acerca de cada una de estas pestaas, dirjase al tutorial proporcionado al principio de Semestre.

Capas Figura 7. Pestaa para la seleccin de capas. En la figura de la derecha se pueden observar las layers (capas) con que cuenta multisim.

5. En la barra mostrada en la figura 8, se encuentran los botones para la seleccin de pistas, insercin de ttulos, vistas, etc.

Figura 8. Herramientas de seleccin.6. Antes de comenzar a hacer el ruteo de pistas, hay que configurar el tamao de cada una de las pistas, para ello se debe configurar la barra de herramientas de diseo, seleccionando el tipo de capa con la que se desee trabajar y la anchura de pistas. La barra de diseo se muestra en la figura siguiente.

Figura 9. Configuracin de diseo. 7. Vaya a la barra de herramientas de diseo, seleccione la capa de cobre (Copper Bottom), y coloque el grosor de las pistas a 0.8 mm como se muestra en la figura 9.

Nota: la capa Copper Top es para dispositivos de superficies o SMD.

8. Navegue en la pantalla principal del Ultiboard (Familiarcese con las dems opciones que ofrece este software) y comente al respecto.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

II PARTESeleccin del tamao final del PCB1. Seleccione la capa referente al contorno de la tarjeta (Board Outline) en la pestaa leyers haciendo doble clic.2. Habilite el control de seleccin de otros objetos y desactive los dems controles.3. Vaya al espacio de trabajo y haga doble clic sobre el contorno de la tarjeta (rectngulo marcado en amarillo mostrado en la figura 6). Aparecer la siguiente ventana.

Figura 9. Ventana de propiedades del objeto.En la ventana anterior se podrn cambiar las dimensiones de la placa de cobre. Vaya a la pestaa Rectangle, cambie las unidades a mm, luego el ancho y la altura a 50 mm luego haga clic en ok. Navegue por las opciones que ofrece esta ventana y anote sus resultados u observacin.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Figura 10. Vista del rea de trabajo cambia a 50*50 mm.Luego de cambiado el tamao de la placa de cobre, se procede con el reordenamiento de los dispositivos dentro del rea de cobre. Dispositivos como el transformador, el LED con su resistencia (R7), el switch, y los potencimetros (R4 y R5) pueden ir fuera de la placa de cobre como se menciono anteriormente, ya que estos se atornillaran a la caja de metal y se conectaran por medio de cables a la placa de cobre.4. Ordene los dispositivos de acuerdo a su gusto dentro del rea configurada (a acepcin de los antes mencionados). Para ello seleccione el botn o pestaa de seleccin de dispositivos solamente.Nota: A los potencimetros ya se les ha asignado un pad especial para conectarlos por medio de cables. Por ende las huellas de ellos deben ir en la placa de cobre.Deje un espacio para los tornillos de soporte como se muestra en la figura 13 utilizando pads. Estos se encuentran en la barra de herramientas en el control de colocacin de partes de la base de datos el cual se muestra en la figura 11.

Figura 11. Botn de colocacin de dispositivos de la base de datos.5. Haga clic en el botn de seleccin de dispositivos de la base de datos y le aparecer una ventana como la siguiente, en ella seleccione la base de datos maestra, luego seleccione la pestaa THrough Hole Technology parts, despues conectores y en ella Holes. Dentro de la pestaa Holes seleccione el que ms le convenga, dele valor a cada Hole (por ejemplo 1, 2, 3 y 4) y arrstrelo a la placa de cobre, luego haga clic en ok. Si no desea ninguno mas, haga clic en cancelar.

Figura 12. Seleccin de pads para los tornillos de soporte de la placa de cobre. Figura 13. Vista en 3D y vista normal del espacio de trabajo con los dispositivos y los Holes ordenados.

III Parte.Ruteo de PistasLuego de configuradas todas las opciones necesarias en cuanto al tamao de pistas y colocacin de los dispositivos, se procede con el ruteo de las pistas. Para ello se deben dirigir a la barra de herramientas y seleccionar el botn de colocacin de lneas marcado en la figura siguiente.

Figura 14. Herramientas para el trazado de las pistas.1. El Ruteo se debe hacer de dispositivo a dispositivo. Seleccione un extremo de cualquier dispositivo (ya debe haber activado el control de colocacin de lnea o pista con el grosor antes mencionado y con la capa indicada), haga clic y arrastre el mouse hasta el otro extremo que le ha indicado el software y haga clic. El trazo se debe ver como se muestra en la figura 15.

Figura 15. Ruteo de la primera pista.Nota: Como se habr de percatar el software le indica con una x los puntos que deben interconectarse a medida que se va a avanzando en el diseo.

2. Una herramienta que ayuda bastante y simplifica el diseo, es la de power plane, la cual rellena de cobre toda la placa e interconecta los pines que se hayan seleccionado con anterioridad. Para llevar a cavo esta opcin dirjase a la barra de herramientas y seleccione dicho botn. Este se muestra marcado en la siguiente figura.

Figura 16. Power Plane

Figura 17. Circuito PCB con el power plane activadoNota: Al realizar el power plane hay que tener sumo cuidado ya que al generar un plano de potencia, se corre el riesgo de que en el proceso de planchado alguna pista de alimentacin choque con este plano y crear un corto circuito. En este caso se selecciono el plano 0 (tierra o gnd) y para evitar la conexin accidental entre el plano de potencia y cualquier otra pista, lo que se hizo fue ampliar la holgura entre pistas. Esto se explicara ms adelante.

3. Realice todos los trazos y comente al respecto sobre su experiencia y dificultades.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Ya realizadas todas las conexiones se procede a ampliar la holgura de las pistas, para ello, seleccione el botn de habilitacin de pistas, luego seleccione todas las pistas del circuito y haga doble clic en una de ellas. Aparecer una ventana como la mostrada en la figura 19. Seleccione la pestaa de General y en el recuadro de clearances coloque la holgura necesaria para su PCB.

Figura 18. Circuito PCB con las pistas seleccionadas.

Figura 19. Propiedades de trazo.

Figura 20. Circuito esquemtico Terminado.

5. Otra Opcin que se puede tener a la hora de realizar un diseo, es el cambio de los pads o islas. Para ello seleccione el boton que habilita los pads (deseleccione todos los otros controles). Luego paresce con el puntero en un pad cualquiera y haga doble clic y aparecer la ventana de la figura 21.

Figura 20. Seleccin del pad.

Figura 21. Circuito esquemtico Terminado.En la ventana anterior, se puede cambiar la forma del pad (cuadrado, obalado, hexagonal, circular, elicoidal, etc), ademas se puede desidir si es de superficie o de hueco. Tambien se puede cambiar el tamao y la holgura del pad.

6. Cambie la forma del pad a cuadrada, el diametro del pad a 1.9 mm, el anillo de cobre a 0.6 mm, y el punto para el dril a 0.25 mm. Luego haga clic en ok y comente sus resultados._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Cambie el tamao de los pads que crea sean necesarios en el circuito.8. Cambie el espesor de las pistas, recordando que las que llevan mayor corriente deben llevar un espesor mayor. Para ello seleccione el boton para habilitar las pistas. Luego coloquese sobre alguna pista que desee cambiar su tammao y dele doble clic. Aparecera la ventana de la figura 22.

Figura 22. Ventana para las opciones de las pistas.

9. Vaya a la pestaa de General, Cambie el ancho de la pista seleccionada a 1 mm y navegue por las demas opciones que ofrece esta ventana. Comente al respecto._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Realice nuecvamente todo lo anterior, pero sin usar el power plane y tire cada una de las pistas ; comente al respecto. Verifique el tiempo de diseo e inconvenientes que surgieron al hacerlo de esta manera.___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Esquemas Elctricos Electrnicos Prof. Martha Aleyda De Ycaza