Protel 99se +kurs (15).pdf

Kurs Protela

S p o t k a n i a

z P r o t e l e m 9 9 S E

Spotkanie 15

Na najbliższych spotkaniach zajmiemy się zaa−

wansowanymi zagadnieniami, związanymi

z przygotowaniem plików produkcyjnych. Wię−

cej miejsca poświęcimy jednak pokrewnemu za−

gadnieniu, które pokaże Ci całą sprawę w zupeł−

nie odmiennym świetle. Pokażę Ci mianowicie,

jak można okrężną drogą przenieść przynajmniej

kluczowe informacje z płytki zaprojektowanej

w programie EAGLE do Protela czy Autotraxa.

Podobieństwa i różnice

Rozwój programów i formatów do zapisu

projektów płytek drukowanych jest szybki

i formaty te coraz bardziej się różnicują. Żeby

pokazać Ci te różnice, stworzyłem w Autotra−

xie plik zawierający pięć elementów, pokaza−

nych na rysunku 7 . Po zapisaniu, plik Auto−

traxa z rozszerzeniem .PCB zawierający te

elementy ma 169 bajtów i zawiera dane (te−

kstowe), pokazane na rysunku 8 (czerwonym

kolorem dodałem mój komentarz). Ten pro−

ściutki plik zaimportowany do Protela i zapi−

sany potem w domyślnym (binarnym v. 4.0)

formacie Protela 99SE, też oczywiście z roz−

szerzeniem .PCB, ma już... 36688 bajtów,

czyli ponad 200 razy więcej. Rysunek 9 po−

kazuje w zmniejszeniu część pliku w forma−

cie Protela w wersji ASCII (tekstowej). Czer−

wony owal pokazuje, gdzie są informacje

o pięciu składnikach z rysunku 7. Pozostałe

informacje związane są z ogromnymi możli−

wościami Protela, których oczywiście w tym

wypadku zupełnie nie wykorzystujemy.

Przykład ten pokazuje, że coraz trudniej

jest przeprowadzać konwersję z jednego for−

matu na inny, nawet wtedy, gdy rozszerzenie

jest identyczne (.PCB). Dotyczy

to nie tylko programów z jednej

linii rozwojowej (korzenie Pro−

tela sięgają Autotraxa i są to pro−

gramy z jednej firmy) – tym

większą trudność sprawia kon−

wersja między formatami pocho−

dzącymi z zupełnie różnych

firm. Dotyczy to na przykład

programów Protel i Autotrax

z jednej strony, a EAGLE z dru−

giej. Szczerze mówiąc, program

EAGLE nie należy ani do naj−

lepszych, ani do najpopularniej−

szych. Tu choć z przyzwoitości

należałoby wspomnieć o lep−

szych i znanych od dawna pro−

gramach OrCad czy P−CAD

(czytaj: pikad ). Jednak przez

długie lata nie były dostępne

użyteczne wersje edukacyjne

OrCad−a i P−CAD−a, a korzysta−

nie ze sposobów pirackich było

utrudnione ze względu na stoso−

wanie kluczy sprzętowych (wty−

kanych w gniazda i portu kom−

putera). Zemściło się to radykal−

nym spadkiem popularności

OrCad−a, a P−CAD od początku

należał do elity tego rodzaju

oprogramowania i mało kto opa−

nował jego specyficzną obsługę.

Tymczasem firma CadSoft udostępniła

edukacyjną, ograniczoną, niemniej użyteczną

wersję skądinąd potężnego programu EA−

GLE ( Easily Applicable Graphical Layout

Editor ). Ograniczeniem wersji edukacyjnej

jest możliwość wykorzystania tylko dwóch

warstw ścieżek ( Top, Bottom ), a wymiary

płytki nie mogą przekraczać 10cm x 8cm.

Wersja ta jest dość popularna, instaluje się

szybko, nie ma limitu czasowego i pracuje

bez awarii, w przeciwieństwie do Protela,

który na wielu komputerach sprawia duże

kłopoty i się zawiesza.

Ja osobiście wyrosłem na programach

Autotrax (płytki) i Orcad (schematy), a moim

pierwszym programem do płytek była jakaś

wczesna wersja Tanga. EAGLE zupełnie mi

nie odpowiada, przede wszystkim ze wzglę−

du na wygląd schematów ideowych. Muszę

jednak lojalnie przyznać, że mocną stroną są

obszerne biblioteki (a w nich bardzo ładne

elementy „płytkowe”) i naprawdę duże moż−

liwości. Ja co prawda nie planuję przyzwy−

czajać się do EAGLE i nie zachęcam nikogo

do tego, ale co jakiś czas mam do czynienia

ze schematami i płytkami wykonanymi

w tym programie. Czasem nawet zachodzi

potrzeba przeniesienia skomplikowanej płyt−

ki spod EAGLE do Autotraxa.

Rys. 7

Praktyczne kłopoty

Nieprzypadkowo to spotkanie zaczęliśmy od

omówienia plików wiertarskich i formatu

Gerber. Każdy program do projektowania

płytek potrafi wytworzyć takie pliki. I to jest

wspólny mianownik, jedyne podobieństwo

nawet skrajnie różnych programów.

Teoretycznie wszystko jest jasne, proste

i oczywiste: wystarczy wygenerować plik

wiertarski oraz pliki Gerbera lub postscripto−

we wszystkich czynnych warstw, przekazać

je producentowi płytek i czekać na gotowe

płytki.

Niestety, często rzeczywistość nie jest aż

tak różowa. Zwłaszcza w przypadku małych

Rys. 8

Elektronika dla Wszystkich

Kurs Protela

zakładów rzemieślniczych pojawiają się kło−

poty. Niektóre zakłady nie chcą przyjmować

plików z projektami płytek w mało popular−

nych formatach. Nie dziwię się – po pierw−

sze, trzeba mieć stosowny program. Legalna

wersja kosztuje majątek. Poza tym trzeba się

nauczyć obsługi kilku programów. Ja sam

miałem spore kłopoty z EAGLE. Najnowsza

wersja 4.09 nie chciała otworzyć plików

z wersji 3.55. Problem z ledwością i nie do

końca załatwiło dopiero wykorzystanie we−

rsji 4.01. W każdym razie musiałem instalo−

wać trzy programy (na szczęście miałem je

pod ręką na płytach EP). Mało kto chce do−

kładać sobie niepotrzebnych kłopotów i wy−

twórcy zwykle niechętnie przyjmują pliki

wynikowe (wiertarskie i Gerbera) oraz pliki

.PCB w „egzotycznych formatach”, w tym

z EAGLE.

Po prostu wytwórcy łatwiej jest przepro−

wadzić niezbędną dalszą obróbkę płytki

w znanym mu formacie, którym często nadal

jest poczciwy Autotrax. Trzeba bowiem pa−

miętać, że do produkcji nie wykorzystuje się

jednej płytki. Trzeba „rozmnożyć” płytkę

i przygotować formatkę o większych wymia−

rach, uwzględniając znaczniki pasowania

warstw oraz odstęp między płytkami, zależ−

ny od sposobu cięcia formatki. Można to bez

problemu zrobić na przykład właśnie w Au−

totraxie czy Protelu i dopiero po „rozmnoże−

niu” wygenerować wszystkie potrzebne pliki

produkcyjne. Dostarczenie plików wiertar−

skich i Gerbera (lub postscriptowych) tylko

jednej płytki nieco utrudnia wykonawcy

przygotowanie formatek. Co prawda są spe−

cjalne programy do obróbki i „rozmnażania”

plików Gerbera i innych, lecz na pewno jest

to utrudnienie dla wytwórcy, który musi te

programy posiadać i umieć obsługiwać.

Przygotowując ten cykl, zainstalowałem kil−

ka takich programów z płyt EP (m.in. GC−

Prevue, ACCEL Gerber, Gerber Tool). Takie

programy „łykają” pliki Gerbera. Obraz wi−

dać na ekranie, można go skontrolować, roz−

mnożyć, poustawiać.

Zarówno podczas przygotowywania, jak

i późniejszej obróbki takich plików łatwo

mogą wkraść się błędy, które uczynią pracę

bezużyteczną. Aby uniknąć błędów, projek−

tant płytki musi więc dobrze rozumieć pro−

blem i szczegółowo ustalić z wytwórcą, w ja−

ki sposób ma przygotować ewentualne pliki

produkcyjne: czy ma to być format postscrip−

towy, czy Gerber? Jakie apertury stosować?

Czy „rozmnożyć” płytkę? Na jaki format

i z jakimi odstępami? Jakie zastosować pase−

ry (znaczniki produkcyjne), które pozwolą

precyzyjnie złożyć wszystkie warstwy? Jak

będą zaznaczone kontury płytki, potrzebne

m.in. do cięcia?

Dlatego nie wszystkie zakłady, zwłaszcza

te małe rzemieślnicze, chcą zawracać sobie

głowę nietypowymi zleceniami, które zwy−

kle są małe i przy dużym dodatkowym nakła−

dzie pracy w sumie nie przynoszą zysku, tyl−

ko stratę. Z tych praktycznych względów

czasem, nawet gdy jest dostępna gotowa

płytka np. w EAGLE, to trzeba od nowa od−

tworzyć ją w Autotraxie, by stała się „straw−

na” dla wytwórcy.

Jeśli płytka jest nieskomplikowana, trzeba

po prostu zrobić ją od nowa w Protelu czy

Autotraxie na podstawie wydruku z drukarki.

Jeśli jest bardziej skomplikowana, można

pójść dwiema drogami wykorzystującymi pli−

ki Gerbera:

1. Przenieść do Autotraxa kolejno wszystkie

czynne warstwy (BottomLayer, TopLayer,

TopOverlay).

2. Przenieść do Autotraxa tylko warstwę(−y)

ścieżek jako wzór i potem na tym wzorze

umieścić elementy z bibliotek Autotraxa czy

Protela (ewentualnie poprowadzić też nowe

ścieżki i skasować na koniec te przeniesione).

Ponieważ w pierwszym przypadku nadal

nierozwiązany pozostałby problem otworów,

a procedura jest skomplikowana, polecam

drugą drogę – przeniesienie tylko warstwy

ścieżek i dodanie elementów bibliotecznych.

Przedstawiony dalej przykład opisuje

przenoszenie płytki z EAGLE do Protela. Ze

względu na utrzymującą się popularność,

dalsza część dotyczy też Autotraxa.

EAGLE − Protel

Plik płytki drukowanej spod EAGLE ma roz−

szerzenie .brd. W Eagle v.4.01 należy otwo−

rzyć płytkę, jak do edycji i z menu File wy−

brać CAM Processor . Na palecie, która się

pojawi, trzeba określić format i właściwości

pliku wyjściowego. Ramka Job nie będzie

wykorzystana. W ramce Options trzeba okre−

ślić urządzenie, dla którego przeznaczony

jest plik wynikowy, a w naszym przypadku

określić format pliku wyjściowego. W okien−

ku Device obszernej listy urządzeń trzeba

wybrać GERBER_RS274X . Plik będzie

w rozszerzonym formacie Gerber, więc od

razu w nim zostanie zawarta lista wykorzy−

stanych apertur.

W okienku File trzeba podać nazwę i roz−

szerzenie pliku wynikowego. Kliknięcie

przycisku File otworzy okno, w którym moż−

na wybrać ścieżkę i plik. Tu trzeba bardzo

uważać. Problem w tym, że program EAGLE

nie jest w tym miejscu zbyt inteligentny

i chętnie zastąpi jakikolwiek wskazany plik,

bezpowrotnie i bez ostrzeżenia niszcząc przy

okazji oryginał – to jest irytująca niedoróbka.

Dlatego bardzo ważne jest, by wpisać odpo−

wiednie rozszerzenie.

Jak już wiesz, dla plików w formacie Ger−

ber używa się różnych rozszerzeń. Ja zgodnie

z zaleceniami z Protela używam rozszerzeń

zaczynających się od litery g. Na przykład

plik Gerbera warstwy TopLayer ma rozsze−

rzenie .gtl, warstwy ścieżek BottomLayer −

rozszerzenie .gbl, warstwy TopOverlay − .gto.

Rozszerzenia proponowane w pliku pomocy

EAGLE są inne, ale ja trzymam się podanej

zasady dla jasności sytuacji.

W prawym dużym oknie koniecznie trze−

ba zaznaczyć warstwy, które mają pojawić

się w wygenerowanym pliku, a wyłączyć

niepotrzebne.

Konwersja

Jak wspomniałem, konwersja plików .PCB

zapisanych w zupełnie różnych formatach

nie jest łatwa. W obrębie jednej rodziny (Au−

totrax – Protel) można sobie poradzić. Protel

może też otworzyć pliki OrCad v.9 (co jest

wynikiem walki konkurencyjnej) oraz

P−CAD i PADS. Ale nie ma narzędzi do kon−

wersji rozmaitych wersji różnych mniej zna−

nych programów. I wtedy jedyną pomocą by−

wa skorzystanie z formatu Gerber. Krótko

mówiąc, z programu takiego jak np. EAGLE

trzeba wygenerować pliki Gerbera odpowie−

dnich warstw, potem przekonwertować je na

format Protela (lub Autotraxa i ewentualnie

plik z Autotraxa otworzyć w Protelu).

Nie znaczy to, że można w ten sposób

z łatwością przenieść kompletny projekt

płytki. Jak się zo−

rientowałeś, plik

w formacie Gerbe−

ra służy do wyko−

nania jednej kliszy.

Nie możesz prze−

nieść wielu od−

dzielnych warstw

w jednym pliku

Gerbera. Owszem,

mógłbyś włączyć

do pliku Gerbera

wszystkie czynne

warstwy, ale zosta−

ną one spłaszczone,

potraktowane jako

jedna warstwa

i później ich nie

rozdzielisz.

Rys. 9

Elektronika dla Wszystkich

Kurs Protela

Dla ścieżek od strony lutowania na pewno

potrzebna będzie warstwa 16Bottom . Warto

też włączyć 17Pads i 18Vias , ewentualnie

warstwę 40bKeepout . A może zamiast Kee−

pout warto wcześniej w warstwie Bottom La−

yer zaznaczyć rogi płytki?

Zwróć jeszcze uwagę na warstwę 45Holes

– otwory. Włączenie wyświetlania otworów

znacznie skomplikuje zadanie. Proponuję

wyłączyć warstwę 45Holes . Resztę warstw

trzeba skrupulatnie wyłączyć, w szczególno−

ści 1Top .

Dla wytworzenia warstwy ścieżek od

strony elementów na pewno trzeba włączyć

warstwę 1Top oraz ewentualnie włączyć

17Pads i 18Vias . Do mojej warstwy .gtl włą−

czyłem kilka warstw EAGLE (warstwy o nu−

merach 20, 21, 25, 39, 40).

Stworzyłem nowe zadanie polegające na

automatycznym wygenerowaniu pięciu pli−

ków Gerbera (.gbl, .gtl, .gto, .ghl .gml),

w tym warstwy punktów (Pads) i przelotek

(Vias) w pliku .gml. Zapisałem to zadanie ja−

ko AVT.cam. Okno po ustawieniu pokazane

jest na rysunku 10 .

Po kliknięciu przycisku Process Job program

wygeneruje pięć plików w formacie Gerber.

Pliki te należy wczytać do Protela. Mając

nowy pusty arkusz ( F– N – PCB Document ),

trzeba wykonać polecenie F– I ( File, Import )

i w rozwijalnym dolnym okienku Pliki typu

wybrać nie Gerber Batch , tylko na samym do−

Rys. 11

le Single Gerber Files .

Należy kolejno impor−

tować pliki uzyskane

z EAGLE. Przed za−

mportowaniem pliku

.gbl należy się przełą−

czyć na warstwę Bot−

tomLayer (np. klawi−

szem +), podobnie

podczas importowania

pliku .gto czynną war−

stwą powinna być

TopOverlay . Protel

umieszcza importowa−

ny plik na aktualnie

czynnej warstwie.

Uwaga! Filtr im−

portu Protela 99SE nie

odczytał plików Ger−

bera wprost z EAGLE

4.01. Aby plik taki

stał się czytelny dla

Protela, musiałem nieco zmodyfikować

wszystkie pliki. Rysunek 11 pokazuje z lewej

strony początek pliku z EAGLE, z prawej po

zmianach. Jasno widać, że trzeba usunąć kil−

ka pierwszych linii pliku umieszczonych

przed (skróconymi) definicjami

apertur i wstawić następujące:

%FSAX24Y24*%

%MOIN*%

G70*

G01*

G75*

Takiej operacji trzeba poddać

wszystkie pliki Gerbera z EA−

GLE, a dopiero potem wczytać

je na poszczególne warstwy Pro−

tela. Ja w ramach testów przenio−

słem w ten sposób projekt płytki

demo3.brd z EAGLE (Program

Files\Eagle−4.01\projects\exam−

ples\tutorial\demo3.brd). Rysu−

nek 12 pokazuje zrzut z ekranu

programu Eagle, a rysunek 13

pokazuje efekt po przeniesieniu

do Protela. Wszystko prezentu−

Rys. 12

Rys. 11

je się pięknie, ale trzeba pamiętać, że w

Protelu na płytce nie ma elementów biblio−

tecznych. Nie są to już elementy, nie ma też

napisów. Wszystko to składa się z mnóstwa

„zwykłych” linii, łuków i plamek. Co najgor−

sze, nie ma też żadnej informacji o otworach

i ich średnicach, nie mówiąc już o netliście.

Co prawda istnieją programy, jak np. AC−

CEL Gerber, które na postawie kilku oddziel−

nych warstw Gerbera potrafią inteligentnie

zrekonstruować nie tylko netlistę, ale nawet

poszczególne elementy biblioteczne. Takie

zadanie jest jednak trudne, a w przypadku

ograniczonych pakietów edukacyjnych i de−

mo wręcz niewykonalne.

Właśnie dlatego zamiast opisanego pełnego

przeniesienia warto przenieść do Protela tylko

jedną warstwę ścieżek ze wszystkimi punkta−

mi, umieścić ją nietypowo na jakiejś nieużywa−

nej warstwie, a następnie poustawiać na płyt−

ce „prawdziwe” elementy z bibliotek Protela

i poprowadzić ścieżki. Na koniec przeniesioną

warstwę pomocniczą można i trzeba skasować.

Zajmiemy się tym za miesiąc

Piotr Górecki

Rys. 10

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 13

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: