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• Jos Áv

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Tutorial para realizar el diseño de un PCB en Proteus 8.5 Primeramente, es importante recordar que en la plataforma de Proteus, se pueden realizar circuitos con fines de simulación pero también es posible realizar circuitos con el fin de realizar una placa de circuito impreso (PCB). Explicado este punto, se partirá del siguiente circuito para realizar el esquemático de un PCB, además de que se explicará el proceso para generar un PCB en el programa LPKF Circuit Pro. Este circuito consta de cinco switches conectados a LEDs, y la única función que tiene es prender o apagar cada LED de forma independiente

VCC

R1 510

R2 510

R3 510

R4 510

R5 510

U1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 LED-BARGRAPH-GRN

Para crear un proyecto que incluya el esquemático del PCB en Proteus 5, se necesita crear un nuevo proyecto con las siguientes características: 1. Elegir el nombre del proyecto, así como su ubicación

2. Crear un esquemático de la plantilla por default.

3. Crear un esquemático para PCB de la plantilla por default

4. Dejar las opciones por default

5. No es necesario crear el firmware para el proyecto

6. Terminar con la configuración del proyecto

7. Crear el esquemático del proyecto. Es importante tomar en cuenta lo siguiente: a. Es necesario agregar las conexiones para la alimentación del circuito. Las tiras de pines se encuentran con la abreviación “SIL” dentro de la biblioteca de elementos. Dependiendo de las dimensiones de las borneras o tiras de pines que se tengan, se deben elegir las de 0.1 pulgadas o 0.156 pulgadas. b. Algunos elementos que se pueden simular en Proteus no cuentan con una representación para la creación de PCBs, por lo que hay dos opciones: Buscar un elemento que sea de la misma geometría (distancia entre pines, número de pines, etc) o bien, crear su representación para PCB. En muchos casos, el esquemático no podrá ser simulado, ya que elementos como las alimentaciones y tierras deben ser indicados como conexiones y no por su símbolo.

J1

SW1 1 2

SIL-156-02

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

R1 330R

R2 330R

SW-DIP7

R3 330R

R4 330R

R5 330R

U1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 LED-BARGRAPH-GRN

Una vez terminado el diseño del circuito, es necesario compilar el número de elementos a crear en el PCB, así como las conexiones entre cada elemento. Para esto, es necesario ir a: ToolNetlist Compiler

Dentro del Netlist Compiler, es necesario dejar la siguiente configuración:

Una vez que se aceptó la configuración, aparecerá el resumen de elementos generados por el Netlist Compiler. Dar clic en cerrar

Posteriormente, hay que cambiar a la pestaña de PCB Layout. El primer paso es delimitar el área de trabajo en el PCB, por lo que es necesario delimitar el área del PCB. Para eso, se debe dibujar un rectángulo, y posteriormente se debe indicar que éste es el límite de la placa. Esto se hace cambiando la capa del rectángulo. Se da clic derecho sobre el rectángulo, y se selecciona la opción de “Change Layer”. Luego se selecciona “Board Edge”.

Posteriormente, se arrastran los componentes al PCB. Proteus indica las conexiones que se deben realizar entre cada componente, por lo que es conveniente acomodar los elementos de forma que las conexiones se realicen de forma sencilla.

Posteriormente se deben dibujar las pistas. Para ello, se debe seleccionar el tercer elemento de la barra de herramientas que se encuentra en el lado izquierdo de la pantalla:

Se deben seguir las conexiones realizadas dentro del esquemático, y cuando estén todas las conexiones, se mostrará en la parte inferior de la pantalla que no existen conexiones faltantes. Para los PCBs que se realizarán, es necesario crear pistas del grosor 30, ya que las que están seleccionadas por defecto son demasiado delgadas. De la misma forma, es recomendable que los pines de los elementos sean del tamaño 70-30, para evitar que la conexión sea muy delgada y pueda desprenderse.

Ya que se tiene el PCB completo, es necesario generar los archivos.GERBER. Estos archivos son los que requiere el programa LPKF Circuit pro para la maquinación del PCB. Para generarlos, es necesario ir al menú Output  Generate Gerber/Excellon Files

Se generará un resumen del proceso de generación de los archivos. Cerrar la ventana

Posteriormente se abrirá un cuadro de dialogo con las siguientes opciones para la creación de los archivos. Corroborar que todas las opciones estén como se indica en la siguiente imagen:

Ya en la computadora donde se encuentra la máquina de PCBs, abrir el programa LPKF Circuit Pro

Cargar la plantilla por defecto, y crear un nuevo proyecto

Esta barra de herramientas permite cargar el diseño del PCB, así como configurar todos los parámetros necesarios para su maquinado. Se da clic en el primero de ellos, para elegir el tipo de placa a utilizar:

Se seleccionan los siguientes parámetros:

En la siguiente opción, se cargan los archivos necesarios para obtener el diseño creado en Proteus:

Se deben cargar los siguientes tres archivos:

Posteriormente, se debe indicar la capa en la que se encuentra cada uno:

Ya se tienen cargados los elementos necesarios para generar el maquinado del PCB. Se deben ver tanto el borde de la tarjeta, como los barrenos de los componentes y las pistas en la pantalla principal:

En la siguiente herramienta, se seleccionan los parámetros para el maquinado. Debe aparecer la siguiente ventana, y se debe seleccionar la opción 2 en la parte de Insulate

Es necesario corroborar que estén seleccionadas solo las herramientas de Universal Cutter 0.2 mm y End Mill 1 mm:

Posteriormente, seleccionar solamente la opción de Drills en la parte inferior:

Dar clic en “Start”. Se debe mostrar el siguiente resumen:

Antes de continuar, es necesario revisar lo siguiente en la máquina:  Que todas las herramientas estén bien colocadas en el porta herramientas  Que todas las herramientas estén libres de viruta En la pantalla principal, se muestra el PCB colocado en la placa de trabajo. Para ubicarla, es necesario desactivar el uso del cursor, dando clic en este botón:

Deberá verse así:

Dar clic sobre el punto donde se desea colocar el punto de referencia. El herramental de la máquina se moverá al punto seleccionado. Una vez que se ha elegido una posición de referencia, se reactiva el uso del cursor, y se coloca el PCB en el punto de referencia. Esto se hace dando clic derecho sobre el PCB, y se selecciona “Placement”

Elegir la opción de Board Production Wizard, y seguir los siguientes pasos:

Es importante montar de manera correcta la placa. Esto significa colocarla en una posición donde el herramental no pueda colisionar con el porta herramientas, y que la placa no se encuentre pandeada, para que no exista la posibilidad de que la herramienta se atore y se rompa. Fijar bien la placa con cinta masking.

Corroborar que la siguiente ventana tenga esta configuración

Guardar el archivo:

Dar clic en “Ok”

La máquina comenzará por calentar la herramienta, esto toma aproximadamente dos minutos; y posteriormente comenzará con el maquinado. Es importante estar al pendiente de que la máquina esté realizando bien el maquinado, así como prender la aspiradora que se encuentra debajo de la mesa. No se debe abrir la tapa de la máquina.

Una vez terminado el proceso, limpiar las rebabas, desmontar la placa y retirar el PCB.