Cómo hacer el diseño esquemático del montaje de cables de PCB [Parte 2]

La responsabilidad de diseñar montajes de cables suele recaer en el equipo de diseño electrónico, pero para muchos, el uso de un software dedicado al diseño de cables de alto coste es algo sencillamente inasequible y excesivo. En esta segunda entrega del blog sobre diseño de cables, Sainesh Solanki nos muestra los elementos de diseño necesarios de los componentes utilizados para unos excelentes dibujos de montaje de cables. Estos símbolos esquemáticos y sus parámetros asociados, junto a otros elementos, harán que tus diseños de cables sean coherentes y fáciles de realizar a la primera.

Creación de los componentes

El primer paso consiste en recopilar toda la información necesaria para crear el montaje de un cabezal de cables:

  • Fichas técnicas del cabezal del conector.

  • Información y planos de la conexión.

  • Datos de los cables.

  • Datos del termorretráctil.

Es posible que se necesiten herramientas adicionales para montar el cable, pero eso lo reservaremos para más adelante. De momento, hemos tomado nota de lo que se necesita para crear el diseño esquemático destinado al dibujo del montaje de cables.  Comenzaremos creando un componente de múltiples partes para cada cabezal del conector. La primera parte de este componente esquemático de múltiples partes será el diagrama gráfico del cabezal del conector, que proporciona la representación visual del diseño del montaje. En la Figura 1 se muestra un ejemplo de cómo se hará esto, a una escala 1:1 con la parte física real.

Diseño esquemático para el montaje de cables de PCB. Figura 1: Diseño 1:1 del cabezal del conector

Diseño esquemático para el montaje de cables de PCB. Figura 1: Diseño 1:1 del cabezal del conector

La segunda parte en el componente esquemático de múltiples partes será el símbolo esquemático eléctrico tradicional de estilo IEEE-315 para el conector de multiposición (ver la Figura 2). Esta segunda parte proporciona los pines eléctricos y el diagrama para generar una lista de conexiones, así más tarde podemos generar las plantillas y programas de prueba posmontaje que se necesiten.

Figura 2: Símbolo esquemático de un conector

Figura 2: Símbolo esquemático de un conector

La última parte es lo que yo llamo el globo del elemento de línea (consultar la Figura 3). Este globo se utilizará para introducir notas en el diseño vinculando lo que la pieza es a su referencia en la lista de materiales ().

Figura 3: Símbolo esquemático de un elemento de línea

Figura 3: Símbolo esquemático de un elemento de línea

Estos se coordinan en puertas independientes (o subpartes) dentro de un componente del editor. Cada parte contiene información importante sobre el montaje de los cables. Esa importancia se explicará más adelante, pero por ahora hablaré de cómo crear el componente de cabezal del conector y el componente de cable.

El componente de cabezal del conector:

Dibujos del cabezal del conector en 2D - Partes A y C

La parte del cabezal del conector es una vista precisa de plano a escala del conector real. Aunque esto se podría hacer directamente en el Schematic Editor, casi todos los procesos de fabricación de conectores utilizan dibujos en formato DXF o DWG para herramientas MCAD. Así que será más rápido obtener dichos dibujos tal como se muestran en la Figura 1, importando primero el dibujo DWG o DXF del cabezal del conector al Schematic Editor. Cuando se lleve a cabo este paso, debes asegurarte de que la escala es 1:1. También puedes generar un dibujo de plano frontal/superior en 2D en DXF a partir de modelos mecánicos en 3D y después importarlos a Altium Designer®. Una vez se hayan importando al Schematic Editor, asegúrate de seleccionar todo el cabezal del conector y unir toda la selección mediante Tools » Convert » Create Union from Selected Objects. En cuanto lo hagas, podrás copiar y pegar todo el dibujo original en el editor tal y como se muestra en la siguiente figura 4:

Figura 4: Vista de perfil de un conector DSUB dentro del editor de Altium

Figura 4: Vista de perfil de un conector DSUB dentro del editor de Altium

En la muestra, verás que la parte A es la vista de cara (frontal) y la parte C es la vista de perfil (superior). Yo creé el diseño esquemático de esta manera concreta basándome en mi anterior experiencia de trabajo en la creación de componentes de cableado. Sin embargo, en última instancia la decisión de qué parte del componente se diseñará por cara y perfil depende del usuario o equipo de diseño. Independientemente de tu elección, esta debe ser uniforme para todos tus conectores.

El globo de elemento de línea - Parte B

Dentro del componente, lo siguiente se designa como un símbolo esquemático y globo de elemento de línea. El globo de elemento de línea tiene un objetivo específico. Su función es designar la representación gráfica y referenciarla en el diseño esquemático. Para crear el globo de elemento de línea, se coloca un simple Full Circle en el centro del Schematic Editor, y dentro de las propiedades del componente se añade un parámetro de Line Item. El valor del parámetro se sitúa a continuación en el centro del Full Circle. El resultado del dibujo del componente se muestra en la figura 5 más abajo:

Figura 5: Globo de elemento de línea con parámetro integrado

Figura 5: Globo de elemento de línea con parámetro integrado

Figura 6: Si te das cuenta se ha añadido y hecho visible el elemento de línea dentro de las propiedades del componente

Figura 6: Si te das cuenta se ha añadido y hecho visible el elemento de línea dentro de las propiedades del componente

Parámetro del elemento de línea

Aunque el parámetro del elemento de línea se muestra en la Figura 5, se configura a invisible en cuanto se ponga en el globo de elemento de línea. Esto se hace así para que cuando sitúes el conector dentro del Schematic Editor para el dibujo de los cables, el texto de este parámetro no aparezca hasta que se llegue a la última parte del componente, que debería ser el globo del elemento de línea. Más adelante se dará más información sobre esto cuando hablemos sobre cómo comenzar a dibujar los montajes de cables.

Ahora que ya hemos explicado el componente de cabezal del conector, el siguiente componente que debemos crear es el cable en sí, algo mucho más sencillo que el cabezal del conector.

Componente de cable:

¿por qué hay que crear un componente de cable?

En primer lugar, aunque quizás sea algo obvio, deberíamos preguntarnos: ¿por qué  hay que crear un componente de cable? ¿Altium no tiene ya objetos de cable, bus y soportes de cableado? Buena pregunta. No olvides que estos objetos son para establecer conectividad (es decir, crear una lista), y no representan el cable físico que tendrás que comprar o fabricar. Como es natural, para el montaje de soporte de cables necesitaremos esta información representada en el diseño esquemático para resolución en la cadena de suministro.

El componente de cable solamente incluirá dos diseños esquemáticos secundarios dentro de él. Uno será el símbolo esquemático y el otro será el elemento de línea. Casi todos los diseños de cables que he estudiado utilizan la figura ovalada anteriormente mostrada. Esto ofrece una imagen estéticamente agradable. Las partes superior e inferior son arcos conectados mediante objetos de líneas de puntos. Así, en la Figura 7 se muestra un diagrama del cableado en formato esquemático:

Figura 7: Símbolo esquemático de un diseño de cableado

Figura 7: Símbolo esquemático de un diseño de cableado

¿Pines en un cable?

Si volvemos a mirar la Figura 7, los puntos que se distribuyen uniformemente en medio del diseño son pines con una longitud de unidad de 0 mil. Estos «pines» representan la conectividad eléctrica del propio cable y, en última instancia, se vincularán en la lista con las conexiones a los cabezales del conector. Cuando estés realizando el cableado del diseño, será un proceso rápido y sencillo. Sin embargo, hablaremos más de esto en una futura entrega.

Elemento de línea para el componente de cable

El segundo módulo para el componente de cable es el globo del elemento de línea, algo muy parecido al utilizado en el componente del cabezal del conector. Después de eso habrás finalizado el componente de cable. El motivo por el que tenemos esta configuración de componentes es que muchos usuarios diseñarán sus montajes de cables en distintos tamaños de hoja (A, B, C, etc.), y el propio cable puede dibujarse según longitudes distintas o con formas más complejas (p. ej. en forma de serpentina). Por tanto la subparte del elemento de línea ofrece la garantía de tener siempre el texto de parámetro correcto para representar el cable utilizado, y puede colocarse en la hoja esquemática siempre que se necesite.

En el próximo blog sobre diseño de cables, mostraré cómo crear componentes de conexión y termorretráctil y demostraré cómo todos los componentes se montan juntos para crear un diseño elemental de cables. ¡Sigue leyendo!

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