Como configurar regras de design no KiCad

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Como configurar regras de design no KiCad 1Como configurar regras de design no KiCad

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Neste tutorial, mostraremos como configurar regras de design no KiCad. Antes de iniciar o layout, é muito importante determinar um conjunto de regras que você seguirá.

Vá para Preferências e escolha Preferências. Preencha as informações de salvamento automático. Gostamos de salvar automaticamente o layout a cada minuto, mas você pode escolher o que quiser. Mesmo para tamanho do histórico de arquivos. Aqui são nove. Isso significa que os nove arquivos mais recentes serão salvos.

Nas teclas de atalho, você pode escolher atalhos. Essa é uma maneira eficiente de fazer seu layout. Você possui comandos pré-salvos, mas também pode adicionar novos.

Sinta-se à vontade para procurar também nas opções de exibição. Você pode escolher entre várias opções, como estilo de grade, espessura, espaçamento etc.

Configuração da camada KiCad

Clique em Configuração da placa na parte superior. Em Camadas, você pode personalizar seu conjunto de camadas.

Por padrão, você terá duas camadas de cobre. Você pode ver a camada superior de cobre e a camada inferior de cobre. Essas são camadas de sinal.

Você pode alterar o número de camadas. Digamos que você precise de um PCB de 4 camadas, agora você terá duas camadas internas entre as camadas superior e inferior. Você pode mantê-los como camadas de sinal e torná-los planos de energia, conforme seus requisitos de empilhamento.

No topo novamente, você pode escolher a espessura da PCB, também definida pelo seu empilhamento.

Agora, suponha que você esteja usando uma trilha diferencial na primeira camada; a camada de referência para a Camada 1 deve ser uma camada intermediária, porque no par diferencial, a camada intermediária deve estar sempre abaixo dos pares diferenciais sem interrupções. Isso garante que a correspondência de impedâncias do par diferencial seja constante em todo o comprimento.

Este é o seu empilhamento. Aqui, temos um empilhamento de 4 camadas. Agora você pode ir para Texto e gráficos. É aqui que você pode editar o texto que aparecerá no seu quadro. Escolha a altura, largura, espessura da linha, etc.

Classes líquidas do KiCad

Classes líquidas do KiCad

Vamos discutir aulas na net. É importante revisar essas regras de design no KiCad.

Você pode ver aqui, existem redes diferentes. E você pode ver que há uma classe padrão disponível. Isso define uma folga específica. A folga é a distância mínima que precisa ser mantida entre as duas faixas. O KiCad cuidará dessa parte assim que você definir essa folga mínima.

Você também pode definir a largura mínima da faixa para uma rede específica. Uma classe de rede é um grupo de redes. Portanto, todas essas redes serão atribuídas a essa classe da rede. E essa classe líquida seguirá essas regras de design no KiCad com base nos valores mínimos que você define para folga, largura da esteira, via tamanho, via broca, largura do par diferencial, etc.

Se você deseja criar uma nova classe de rede, clique no sinal +. Para esta demonstração, vamos criar uma classe líquida para um par diferencial de 90 ohm usado para um USB.

Criamos uma nova classe líquida. A largura do seu par diferencial será definida no seu empilhamento, juntamente com o espaçamento. E normalmente, para pares diferenciais, a folga é cinco vezes a largura da pista.

Estas são as redes presentes no seu circuito e essa é a classe da rede. Imagine que você deseja atribuir Net- (BT1-Pad1) e Net- (C2-Pad1) a alguma outra classe, clique em Padrão em Net Class e selecione a classe entre as disponíveis.

Se você deseja atribuir Net- (BT1-Pad1) à classe líquida de par diferencial de 90 ohm, essa rede agora seguirá todas as regras de design no KiCad atribuídas a essa classe.

Se você tiver várias classes diferenciais, cada um dos pares diferenciais deverá seguir diferentes larguras de faixa ou espaçamento diferente. Você pode criar várias classes e definir as folgas para cada linha de extremidade única e cada par diferencial.

Largura e faixas do KiCad

Agora vamos ver as Faixas e Vias. No seu quadro, pode haver diferentes níveis atuais. Se a espessura da Camada 1 for de uma onça de cobre e se você deseja que uma trilha transforme corrente de um amplificador, a largura da trilha deve ser no mínimo 40 mils.

Mas também existem correntes de miliamperes fluindo pelo seu circuito, para que você não use larguras de 40 mil em todas as redes. Você pode exigir diferentes larguras de faixa, que podem ser definidas na coluna Largura. Aqui, diremos 10. Se você deseja uma faixa de 40 mil, especifique 40.

O mesmo vale para vias, que permitem que as trilhas viajem de uma camada para outra.

Você pode escolher você através do tamanho e da broca. Broca refere-se ao tamanho do furo da sua via. Aqui, especificaremos 10 para broca e 22 para tamanho e outros 8 para broca e 20 para tamanho. A unidade é mils.

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Regras de design de máscara de solda e folga no KiCad

Configurar máscara de solda e regras de design de folga no KiCad

Vamos para a parte Máscara / pasta de solda. Você pode ver a folga da máscara de solda.

A máscara de solda é usada para cobrir toda a placa, exceto as almofadas definidas na sua pegada. Se o tamanho da sua almofada tiver um diâmetro de 10 mil, a abertura da sua máscara de solda pode ser de 14 mils para deixar 2 mils de cada lado. Basicamente, a folga da máscara de solda é o espaço extra que não será coberto pela máscara de solda.

Antes de definir a liberação, lembre-se de verificar os recursos do fabricante.

O mesmo vale para a pasta de solda, que é usada para montar os componentes.

Agora, suas regras de design de PCB no KiCad estão definidas. Você pode vê-los na parte superior da tela. A unidade é mils. Se você deseja mudar para mms, clique no botão mm no lado esquerdo.

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Se você deseja rotear trilhas, clique neste botão no lado direito. Aqui, selecionamos 9 mils, mas se você quiser outro valor, clique nesta lista suspensa de faixas e selecione a que deseja. E agora essa largura da trilha é de 10 mils.

Se você deseja alterar o tamanho do texto, vá para Editar na parte superior e selecione Editar propriedades de texto e gráfico.

Digamos que você queira alterar o tamanho das referências de área de cobertura, clique nesta opção, selecione sua camada e defina a espessura da linha. Aqui, colocamos 0,152 mm, ou seja, 6 mils. Agora você pode editar a largura, altura e espessura do texto. 0,75 mm são aproximadamente 30 mils. Clique em OK quando terminar.

No topo, existem opções de grade. A grade irá ajudá-lo com a precisão do seu design. É a distância entre esses dois pontos. Ao projetar, é uma prática recomendada mantê-lo em 5 mils. Mas, se necessário, você pode clicar em Editar grade do usuário e definir seus próprios valores.

Editar grade no KiCad

As regras de design do par diferencial no KiCad

Este circuito tem um par diferencial. Há um conector USB e há duas faixas em execução a partir daí, D- e D +. E há outro par diferencial, D1- e D1 +.

Se você deseja definir um par como um par diferencial, selecione Colocar etiqueta da rede no lado direito e clique na tela. Seja qual for o nome escolhido, ele deve terminar com + e – ou _P e _N.

Isso é muito importante para pares diferenciais. Quando você inicia o roteamento, se o KiCad perceber um D-, ele procurará o D + e considerará essas duas trilhas como pares diferenciais.

Agora, se você deseja rotear duas trilhas diferenciais, clique em Rotear na parte superior. Você pode ver a opção para faixas únicas, que já está disponível no lado direito, e há a opção de par diferencial. Quando clicamos nele, uma janela aparece e menciona que não é possível encontrar redes complementares de pares diferenciais. É por isso que você precisa garantir que os rótulos terminem com – e + ou _N e _P.

Mostraremos como rotear uma rede diferencial no próximo tutorial do KiCad. Também mostraremos como fazer a correspondência de impedâncias de suas redes. Existem duas redes diferenciais diferentes e seu comprimento deve ser o mesmo.

Em Rota, há uma opção chamada Ajustar Comprimento Diferencial do Par. Podemos mostrar agora como funciona para uma única faixa. Nós selecionamos Tune Track Length e depois essa faixa vermelha. Uma nota aparece e diz “Muito curto: 37.440 mm / 100.000 mm”, o que significa que definimos o comprimento do alvo como 100 mm, mas o comprimento real de nossa pista é de apenas 37,44 mm. Isso é muito importante em DDRs, por exemplo, onde você usa linhas de endereço e linhas de dados. Existem oito linhas de endereço diferentes e oito dados e seu comprimento deve ser igual.

Ajuste do comprimento do par diferencial

Se você deseja alterar o comprimento desejado, clique com o botão direito do mouse na faixa e selecione Configuração de ajuste de comprimento. Como acabamos de ver, o comprimento alvo é de 100 mm. Vamos ver o que acontece quando escrevemos 40 mm. Enquanto isso, não esqueça que todos esses parâmetros são muito importantes em pares diferenciais. Discutiremos isso em nosso próximo tutorial do KiCad quando abordarmos como rotear pares diferenciais. Por enquanto, mostraremos apenas como o comprimento desejado pode ser alcançado.

Então, definimos o comprimento do alvo para 40 mm. Ainda indica “Muito curto: 37,44 mm / 40 mm”. Agora queremos torná-lo com 40 mm. Coloque o cursor na pista e mova-o. Você pode ver uma pequena faixa em forma de S aparecendo. É assim que você aumenta o tamanho da sua faixa.

E a nota agora diz “Ajustado: 40 mm / 40 mm”, o que significa que o comprimento é exatamente 40 mm.

Faça o download do nosso manual do DFM:

Manual do DFM

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