El verdadero diseño electrónico/mecánico asistido por ordenador podrá eliminar los errores de colocación en el diseño de placas de circuito

ECAD / MCAD Co-Design circuit board placement

¿Alguna vez le han devuelto un diseño de placa de circuito impreso porque un componente que colocó tenía un conflicto con una función mecánica? Pasar por alto incluso un solo conflicto puede causar muchos problemas al momento de instalar la placa de circuitos en el sistema final. Esto definitivamente fue mi caso cuando esa parte solitaria acabó por estar en una ubicación que a la larga no encajaba en la carcasa del dispositivo. La única forma que la disposición que había realizado podría funcionar era si cortaba una abertura en la carcasa para acomodar un gran condensador electrolítico.

El diseño de placas de circuito impreso ya no es cuestión de diseñar la tabla y dejar que otra persona se preocupe por el resto; se necesita un verdadero co-diseño en conjunto electrónico y mecánico asistido por ordenador (ECAD y MCAD, por sus siglas en inglés) para realizar el trabajo de manera rápida y correcta. Sin embargo, por desgracia, muchos sistemas de diseño de placas de circuito impreso no están a la altura con esta tarea, y los diseñadores aún tienen que pasar por el proceso laborioso de verificar la colocación de sus componentes mediante un sistema de revisiones y construcción de prototipos.  

Por suerte, existen algunas herramientas de diseño de placas de circuito impreso que le permitirán realizar su propia colocación de componentes para la verificación mecánica, y puede hacerlo mientras todavía se encuentra en la fase de realizar la disposición. He descubierto que tener esta capacidad en mis herramientas de diseño me ha ahorrado bastante tiempo, costo y bochorno, y pienso que también podría ayudar a otros diseñadores. Permítame ampliar sobre el tema.

La colocación de componentes en las herramientas tradicionales de placa de circuito impreso es dolorosa

Como diseñadores de placas de circuito impreso, estamos acostumbrados a trabajar con muchas reglas con respecto a la colocación de nuestros componentes. Trabajar en diferentes zonas o regiones en la placa para lograr una funcionalidad óptima del componente nos es absolutamente natural mientras agrupamos componentes para la integridad de señal o la entrega de potencia. Trabajar con restricciones mecánicas es algo muy distinto y puede causar problemas con las herramientas de diseño tradicionales para la disposición de placas de circuito impreso si no muestran las formas de manera tridimensional (3D).

Los sistemas de diseño de placas de circuito impreso normalmente muestran los componentes como una forma de 2 ½ D, es decir, la misma forma del componente está en 2D con una propiedad de altura máxima adjunta. Esto significa que se hará referencia a todo el componente a una sola altura, aunque puede que solo haya una pequeña porción que sea realmente tan alta.

Tome, por ejemplo, un conector D-Sub de ángulo recto. El borde de la placa del conector es la parte más alta, sin embargo, se hará referencia a todo el componente a esa altura como un cubo cuadrado. Sin la habilidad de poder ver el diseño en 3D, solo se puede trabajar en 2D con una notificación de las reglas de diseño (DRC, por sus siglas en inglés) si se ha violado la propiedad de altura máxima.

 
Screenshot of AD18 2D board view

Vista tradicional en 2D para la colocación de placas de circuito impreso que depende de las propiedades de altura para verificar la distancia de seguridad

Las revisiones tradicionales de colocación y la construcción de prototipos son procesos lentos y costosos

Durante años, estuvimos contentos de trabajar dentro de un entorno de diseño asistido por ordenador (CAD, por sus siglas en inglés) de 2 ½ D (a menos que su condensador sobresale por la cubierta de su dispositivo – pero no hay que introducir nuevamente ese recuerdo tan doloroso). Ahora, con la necesidad de tener placas más pequeñas que puedan encajar dentro de dispositivos más pequeños para las tecnologías como por ejemplo el Internet de las Cosas, la industria aeroespacial, y los equipos de comunicación, debemos trabajar con ubicaciones de componentes más ajustadas que nunca.

Ya no es suficiente un entorno de diseño de 2 ½ D. Un área en la placa que parece ser buena para colocar una pieza puede llegar a ser una verdadera violación porque la pieza tenía un contorno distinto de lo esperado. O puede ocurrir lo contrario, y puede trasladar un componente de su posición óptima debido a una violación de altura en 2 ½ D, solo para darse cuenta que hubiera encajado perfectamente en su ubicación original.

Se suman a nuestros problemas como diseñadores de placa de circuito impreso las restricciones cada vez más estrictas de tiempo y presupuesto. Con los ciclos de diseño cada vez más cortos para cumplir con las exigencias del plazo de salida al mercado, hay menos tiempo y dinero para realizar las revisiones y construcciones de prototipos con las que solíamos trabajar. Si, aún puede enviar sus archivos de diseño al grupo de ingeniería mecánica y esperar a que le respondan qué componentes pueden estar en violación.

Sin embargo, esto toma más tiempo y puede que aún tenga las mismas dificultades que antes con la interpretación de sus formas 2 ½ D. Lo que realmente necesita es poder ver sus formas al igual que las funciones mecánicas que está diseñando dentro del mismo entorno de 3D en el cual está realizando la disposición de los componentes. De esta manera, puede realizar cambios inmediatos en la colocación de componentes, en lugar de esperar a que otra persona lo haga. La buena noticia es que ahora sí lo puede hacer.

Screenshot of AD18 3D board view

La misma colocación en 3D otorgándole una verdadera verificación completa de distancia de seguridad

Un verdadero flujo de trabajo del diseño en conjunto con ECAD/MCAD

Las mejores herramientas de diseño de placas de circuito impreso hoy en día le ofrecen la capacidad de trabajar dentro de un entorno 3D para verificar y revisar la ubicación. Para lograr esto, estas herramientas le ofrecerán una variedad de funciones, como por ejemplo la capacidad de crear objetos de diseño 3D, ya sea manualmente o con herramientas de generación automática. También puede utilizar modelos STEP e intercambiar esos datos con sistemas de diseño mecánico asistido por ordenador (MCAD, por sus siglas en inglés).

Con estas capacidades, usted podrá importar los datos mecánicos del diseño asistido por ordenador (CAD, por sus siglas en inglés) y ver inmediatamente en 3D cualquier violación entre un componente y la funcionalidad mecánica y poder realizar los cambios necesarios. Con una funcionalidad como esta, usted realmente estará en camino a una verdadera colaboración ECAD / MCAD.

He descubierto que Altium Designer® es mi herramienta de preferencia para las  funciones avanzadas de colocación en 3D y MCAD de las que hemos hablado en este artículo. Altium Designer me ofrece la habilidad de diseñar en conjunto de forma colaborativa para disminuir las iteraciones de diseño e iniciar actualizaciones incrementales al diseño, todo dentro del motor Native 3D™ de Altium Designer.

Con la habilidad de ver y verificar mi colocación en 3D a los archivos importados del diseño mecánico, puedo finalizar mis diseños en menos tiempo y con mayor nivel de confianza de que mis componentes están ubicados donde deberían estar para realizar un diseño exitoso.

Altium es el software para el diseño de placas de circuito impreso que ha marcado la diferencia para nosotros. ¿Le gustaría conocer más sobre cómo Altium le puede ayudar a lograr un verdadero flujo de trabajo del diseño en conjunto con ECAD y MCAD? Comuníquese con un experto en Altium.

         

 

 

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