Proyectos Multiboard en Altium Designer

Debido a una creciente integración electrónica y a un exigente diseño industrial es cada vez más habitual los productos que contienen varios PCBs. Estos proyectos presentan nuevos retos para el diseñador de PCBs. Altium Designer cuenta con una herramienta específica para este tipo de diseños, los proyectos Multi-tarjeta o Multi Board.

Integración de diferentes diseños en un mismo proyecto

La instalación básica de Altium Designer 19 contiene un proyecto Multiboard en la carpeta, “C:\Users\Public\Documents\Altium\AD19\Examples\Mini PC”. Usaremos este proyecto como ejemplo.

Un proyecto MultiBoard (proyecto .PrjMbd) contiene varios proyectos de PCBs (proyectos .PrjPCB) junto a un archivo .MbsDoc y un archivo .MbaDoc. El archivo .MbsDoc define la conectividad entre los PCBs mientras que el archivo .MbaDoc define el ensamblaje mecánico de los PCBs.

El proyecto MiniPC contiene tres PCBs, la tarjeta base, una memoria externa y un módulo WIFI.

 

Se puede entender los proyectos MultiBoard como un nivel superior de abstracción a los proyectos de PCBs. Permiten definir la interacción entre diferentes proyectos PCB y mantener la consistencia en todo el ensamblaje electrónico.

El archivo MbsDoc, la definición de la conectividad

El archivo .MbsDoc es el esquema del proyecto MultiBoard. En él se define la conectividad entre los diferentes proyectos de PCBs. Cada proyecto PCB está representado por un bloque y los conectores son definidos como puertos de entrada y salida. Los designadores de los conectores son los definidos en cada proyecto de PCBs.

Se pueden incluir varias instancias del mismo proyecto en un proyecto MultiBoard. En el proyecto de ejemplo M2 y M3 son dos instancias del proyecto de la memoria externa. 

El archivo MbsDoc del proyecto MiniPc.

A pesar de su aparente simpleza, este documento incluye una funcionalidad fundamental para los proyectos con varios PCBs. Permite asegurar la consistencia en las conexiones entre los diferentes PCBs. Éste es uno de los errores más habituales en éste tipo de diseños. En ocasiones el pinout de un conector es actualizado, pero ese cambio no es reflejado en la pareja del conector en el diseño correspondiente. Esta funcionalidad está implementada en la pestaña Addresses del menú Properties de cada conector.

La pestaña Addresses muestra la consistencia entre el pinout de X1 y J20

 

También cuenta con un ERC, Electrical Rule Checker (Menú Design>Run ERC). Aunque similar al ERC de los esquemas, requiere de una configuración más pormenorizada para una comprobación efectiva. 

 

El archivo MbaDoc, la definición del ensamblaje

El archivo MbaDoc permite realizar el ensamblaje mecánico de los PCBs que forman el proyecto MultiBoard. Similar a los archivos .PCBDoc, contiene el modelo 3D de cada uno de los proyectos definidos en el archivo MbaDoc. 

Este documento contiene la otra funcionalidad clave de los proyectos Multiboard: permite asegurar que el ensamblaje mecánico del producto es viable y no contiene ninguna colisión entre sus elementos.

También puede incluir modelos 3D de envolturas mecánicas para comprobar el ensamblaje completo. En el proyecto de ejemplo está incluida la envoltura mecánica, aunque solo la base es mostrada al abrir el proyecto.

Vista del archivo MbaDoc del proyecto MiniPC.

El panel “MultiBoard Assembly” lista todos objetos incluidos en el proyecto. El proyecto de ejemplo incluye dos modelos 3D de la envoltura mecánica, CaseBottom.step y CaseTop.step. Este panel también permite ocultar o mostrar los diferentes objetos del ensamblaje además de añadir más elementos al ensamblaje. 

El panel “Multiboard Assembly” es el principal panel en los proyectos “MultiBoard”.

Verificación del ensamblaje

El archivo .MbaDoc permite comprobar las colisiones e interferencias entre los diferentes objetos de un ensamblaje. Tras el análisis, las colisiones e interferencias son resaltadas en color gris y el panel Messages muestra la lista de colisiones.

 

El proyecto de ejemplo Mini PCB incluye una colisión. Una de las memorias colisiona con un pilar de la envoltura mecánica.

El análisis también muestra los diferentes interfaces entre los diferente objetos, en ese caso los conectores para las memorias y el módulo WIFI. En un ensamblaje complejo como éste, el resultado del análisis no es tan evidente. Esta herramienta de Altium Designer está siendo desarrollada en las últimas versiones. Seguro que en las próximas el resultado del análisis es más intuitivo.

Información extra

Este artículo es una primera introducción a los proyectos MultiBoard. Puedes encontrar más información en los siguientes enlaces.

  • https://youtu.be/-13gX4OPKNI  Canal de Youtube “OnTrack Whiteboard Serie” de Altium. Esta serie de Ben Jordan profundiza en los proyectos MultiBoard. Video en inglés.

La gestión de una mayor complejidad

En productos electrónicos formados por varios PCBs esta herramienta nos posibilita asegurar una correcta conectividad entre los PCBs y un ensamblaje mecánico viable. Incluir esta capa de abstracción permite manejar de forma satisfactoria un ensamblaje electrónico más complejo.

 

Acerca del autor

Jesus Castane


Jesús Castañé es diseñador de PCBs para la compañía ARRIVAL donde desarrollan la futura generación de automóviles eléctricos y autónomos. Cuenta con 10 años de experiencia como diseñador de PCBs en diferentes industrias: telecomunicaciones, automoción y electrónica de consumo. Posee la certificación CID otorgada por IPC.

Jesus Castane works as a PCB Designer at ARRIVAL developing the next generation of Electric and Smart vehicles. He has 10 years of experience in different industries: RF, automotive and consumer electronics. He is CID certified by IPC.

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