Hubor - Proteus

 

En ocasiones, en nuestros diseños de circuitos impresos necesitamos ser capaces de conectar diferentes redes. Podemos mencionar algunos ejemplos sacados de algunos libros, aunque no son los únicos casos en que puede resultar util esta posibilidad. 

 

 

En inglés se utiliza el término 'net tie' para este concepto.

 

La dificultad radica en que nuestra herramienta de diseño de circuitos nos generará un error si enlazamos dos redes distintas. Esta característica es vital para detectar conexiones erróneas entre dispositivos o potenciales.

 

Como diseñadores, nunca nos ha parecido correcta esta práctica y en general siempre hay buenos motivos para no necesitar usarla con un diseño correcto. Pero, para aquellos que se encuentren con la necesidad de enlazar dos redes de diferente potencial, Proteus nos ofrece el concepto de 'pista tipo puente' (bridge net en inglés).

 

Para usarla necesitamos crear una o más estilos de pista que, para que funcionen como deseamos, necestian tener como prefijo la palabra bridge. Por ejemplo una pista de 10 mils de ancho que queramos usar para hacer las funciones de 'net tie' podría llamarse 'bridge10'.

 

 

Si uniéramos dos pistas de diferentes redes con una pista normal (T10) Proteus genera los errores y avisos correspondientes.

 

 

 

Pero si a esa pista que une dos redes distintas le asignamos como estilo el que acabos de crear 'BRIDGE10' el error desaparece.

 

 

 

Aunque sea obvio, no deja de ser necesario mencionar aquí que esta práctica es totalmente desaconsejable y debe ser utilizada de forma excepcional y con todas las precauciones debidas.

 

 

Cuando instalamos Proteus en nuestro ordenador, la aplicación almacena sus archivos en diferentes carpetas. En ocasiones nos puede resultar interesante saber en dónde se ubican determinados archivos según su funcionalidad.

 

 

Los archivos se dividen en dos carpetas según que los ficheros guardados en ellas sean de solo lectura o de lectura y escritura. Los archivos de sólo lectura se guardan en la carpeta C:\Program Files (x86)\Labcenter Electronics\Proteus 8 Professional. Los archivos de lectura y escritura se encuentran en la carpeta C:\ProgramData\Labcenter Electronics\Proteus 8 Professional. Con ello, Proteus cumple el estándar de Windows en lo referente a los directorios utilizados por las aplicaciones.

 

Los archivos de sólo lectura se agrupan en cinco carpetas. 'bin' para los ejecutables, 'drivers' para los controladores utilizados por la aplicación para la simulación de equipos virtuales (puertos usb, redes privadas virtuales, etc), 'help' para los documentos de ayuda, 'licence' para los acuerdos de uso de la aplicación y 'tools' para los archivos relacionados con la simulación código fuente en los microcontraladores (controladores, librerías, información de los equipos, etc).

 

Los archivos de lectura y escritura se agrupan en nueve carpetas. 'datasheets' para las hojas de datos de los distintos componentes, 'downloads' para los ficheros descargados, 'library' para los archivos de las librerías de componentes de Proteus (las estándar suministradas por Proteus y las de usuario que hayamos creado), 'mcad' para los ficheros con la información en formato MCAD de los distintos componentes, 'models' con la información de los modelos de simulación disponibles, 'samples' con los ejemplos suministrados, 'snippets' con los recortes de proyectos, 'templates' con las plantillas y 'vsm studio' con los archivos necesarios para llevar a cabo la simulación del código que se ejecuta en los microprocesadores (compiladores, controladores, placas base, simuladores, programadores, etc).

 

 

En Proteus podemos colocar textos en cualquier parte de nuestra placa de circuito impreso. Normalemente es habitual utilizar esta opción para identificar la versión de nuestra placa, indicar su funcionalidad, documentar la fecha de fabricación u orientar al usuario final de algún aspecto concreto de la misma.

 

Una vez que hemos puesto un texto en nuestra placa, si abrimos el menú contextual nos aparecen tres opciones para girarlo: en sentido horario (90º), en sentido antihorario (90º) y 180º.

 

 

Si deseamos girar nuestro texto un determinado número de grados diferentes, podemos hacer lo siguiente.

 

Marcamos con el ratón un área que incluya sólo a esa etiqueta. Con ello logramos fijar un bloque y no sólo seleccionar un elemento tipo texto. Ya podemos volvemos a abrir el menú contextual. 

 

 

Ahora podemos utilizar la opción 'Rotar bloque'.

 

 

Y ya podemos seleccionar el ángulo de inclinación con toda precisión.

 

Proteus ofrece una gestión avanzada de las huellas (pads) que forman un encapsulado. La huella es la 'forma' que diseñamos en nuestro placa de circuito impreso para sujetar en él una pata de un componente. Las huellas pueden estar preparadas para situar componentes de tipo montaje superficial (smd) o componentes de tipo agujero pasante (through hole).

 

Proteus incluye siete tipos básicos de huellas y una gestión específica para las pilas de huellas. Empezaremos revisando los tipos básicos de huellas antes de entrar en las pilas de huellas: redonda de agujero pasante, cuadrada de agujero pasante, dil, smd de conexión en el borde, circular smd, rectangurlar smd y poligonal smd. 

 

 

 

Las seis primeras se crean de forma muy sencilla definiendo una serie de características básicas que varían muy poco en función del tipo de huella que estamos definiendo.

 

 

Las huellas de tipo poligonal smd se crean con un método un poco más complejo. Primero tenemos que dibujar la forma de la huella utilizando las herramientas de dibujo 2D.

 

 

A continuación tenemos que situar un orígen de coordenadas en el lugar deseado.

 

 

Seleccionamos todo y utilizamos la opción 'nuevo estilo de huella' del menú 'Librería'

 

 

Le asignamos un nombre.

 

 

Y el espacio de salvaguarda que deseamos para la huella.

 

 

Para la mayoría de los diseños, los tipos básicos de huella serán suficientes. Pero en los diseños más complejos es posible que tengamos que utilizar las pilas de huellas. Por ejemplo, en aquellos diseños multicapa donde necesitemos utilizar componentes con formas de huella diferentes en cada capa los tipos básicos no serán suficiente.

 

Las pilas de huellas son la técnica que nos ofrece Proteus para definir huellas que necesiten tener formas diferentes en cada capa. Disponemos de una enorme flexibilidad para definir las pilas de huellas y conseguir que se ajuste a nuestras necesidades.

 

 

Veamos el proceso para crear una nueva pila de huella. En primer lugar seleccionaremos en la barra de herramientas lateral la opción 'modo pila de huellas' y a continuación en el panel utilizaremos el botón con la letra 'C' situado en la zona superior.

 

 

El primer paso es asignarle un nombre y un estilo básico. El estilo básico es una forma de huella que ya existe y que se utilizará por defecto para todas las capas. Opcionalemente, podemos dejar el estilo básico en blanco y se crearan todas las capas sin ninguna huella predefinida.

 

 

 

El segundo paso es seleccionar el tipo de pila de huellas. Podemos elegir tres opciones: taladrado, vaciado o smd. A la derecha de la ventana de diálogo podemos encontrar un esquema del resultado que obtendremos.

 

Si elegimos taladrado, estamos indicando que la huella tendrá un taladro (lógicamente de forma circular) de arriba a abajo de la placa y tendremos en este caso que elegir el tamaño del mismo. Lógicamente el tamaño del taladro es igual para todas las capas.

 

 

Si elegimos vaciado, estamos indicando que el agujero de arriba a abajo tendra forma rectangular. Lógicamente el vaciado tiene que ser igual en todas las capas. Disponemos de tres parámetros: ancho, alto y herramienta con el que definimos la forma. Los dos primeros conceptos son muy intutitivos (el alto y el ancho del rectángulo) pero el tercero es un poco más confuso. Con herramienta fijamos un grosor que se aplica a todo lo largo del rectángulo. Afortunadamente, a medida que modificamos estos tres parámetros se muestra el resultado en la parte de la derecha de la ventana de diálogo con lo que es fácil comprender su signficado practicando un poco.

 

 

Si seleccionamos la opción SMD, sólo crearemos la huella en la capa superior de la placa. Aunque pueda parecer un poco extraño tener que utilizar esta opción (no deja de ser una huella de tipo smd) la razón de poder necesitarlo es que con la pila de huellas podemos elegir los grosores de aislante y pasta utilizados.

 

 

 

Cuando creamos una superficie de disipación, nos encontramos con un parámetro denominado 'alivio'. ¿Qué significa exactamente?

 

Este parámetro hace referencia al concepto 'alivio térmico' (thermal relief) que se utiliza cuando tenemos almohadillas (pads) conectadas directamente a una superficie de disipación (power plane). El caso más común son todas aquellas almohadillas utilizadas para conectar pines de dispositivos o conectores unidos a tierra.

 

Cuando tenemos una almohadilla unida a tierra y una superificie de disipación unida también a tierra, lo lógico es que la almohadilla se enlace directamente con la superficie de disipación. Y aquí entra en juego el concepto 'alivio térmico'. Podríamos pensar que lo lógico es que la almohadilla se uniera a la superfice de disipacion a todo lo largo de la misma. Pero si lo hiciéramos así, toda la superficie de disipación funcionaría como un enorme disipador térmico y la operación de soldar un pin a esta almohadilla se hace más difícil.

 

Por este motivo, la almohadilla se une a la superficie de disipación utilizando pistas. Una imágen nos ayudará a entender mejor el concepto.

 

 

La almohadilla de la izquierda se une a la superficie de disipación a todo lo largo de la misma, mientras que la de la derecha lo hace utilizando cuatro pistas en forma de cruz. De esta forma se reduce la conducción térmica (se alivia) en el momento de soldar sin reducir la conductividad eléctrica durante la utilización del circuito.

 

Ahora ya podemos comprender el significado del parámetro 'alivio' cuando creamos una superficie de disipación. Se refiere al ancho de las pistas utilizadas para generar la 'cruz'  que enlaza la almohadilla con la superficie de disipación.