Spotkania z protelem 99se cz.14.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 14

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.

Zacznijmy od odpowiedzi na proste pytanie:

jakie pliki tak naprawdę potrzebne są do wy−

konania płytki drukowanej? W przypadku

płytki jednostronnej w najprostszym przy−

padku wystarczą dwa pliki: jeden do wyko−

nania kliszy z obrazem ścieżek, drugi z infor−

macjami dla automatu wiertarskiego (ewen−

tualnie trzeci do warstwy opisu – TopOver−

lay). W Protelu korzystając z narzędzia CAM

Manager, możesz łatwo wygenerować pliki

dla automatu wiertarskiego. Protel utworzy

trzy pliki z rozszerzeniami:

*.drl – plik binarny „strawny” tylko dla od−

powiedniej maszyny,

*.drr – mały plik tekstowy z informacją o śre−

dnicy wierteł,

*.txt – plik z kompletem informacji w posta−

ci tekstowej.

Rysunek 1 pokazuje początkowy frag−

ment pliku PCB23.TXT, dotyczącego płytki

przystawki z rysunku 2 . Dodałem czerwone

komentarze, żebyś przekonał się, że zasada

zapisu jest bardzo prosta. Podane są średnice

(32mil...125mil) pięciu wierteł (T01...T05).

A dalej jest po prostu numer wiertła i współ−

rzędne otworów (a moje czerwone komenta−

rze pokazują, który to otwór). Współrzędne

w osiach X i Y podane są w postaci

„oszczędnościo−

wej”. W zasadzie

każda współrzędna

powinna mieć pięć

cyfr wyrażających

odległość w milsach

(mogłaby być też

podana w milime−

trach). Tak napraw−

dę jest to tak zwany

format 2.3 – format

pięciocyfrowy,

gdzie dwie pierwsze

cyfry to odległość

od punktu zerowego

w pełnych calach,

trzy następne to

część ułamkowa liczby. W ten sposób format

2.3 pozwala określić współrzędne (wymiary)

od zera do 99,999cala z dokładnością do 1

milsa. Zwróć uwagę, że w zastosowanym tu

„oszczędnościowym” sposobie zapisu pomi−

ja się zera z prawej strony. Dlatego zapis:

X036Y0216

oznacza

X02600Y02160

Oprócz pięciocyfrowego formatu 2.3 wy−

korzystywany jest też sześciocyfrowy format

2.4 dający dokładność 0,1mil oraz siedmiocy−

frowy format 2.5 o dokładności 0,01mil.

Zwróć uwagę, że sposób z obcinaniem zer

z prawej strony (trailing zeros) pozwala w wy−

godny sposób korzystać z każdego z trzech opi−

sanych formatów. Wykorzystuje się też sposób

z obcinaniem zer z lewej strony (leading zeros).

W dalsze szczegóły zapisu pliku wiertar−

skiego nie będziemy się wgłębiać, bo zajmie−

my się pokrewnym tematem plików do wy−

konywania klisz. I tu musimy cofnąć się do

zamierzchłej przeszłości.

Klisze

Wykonywanie klisz, zwłaszcza do płytek

dwustronnych i wielowarstwowych, wymaga

dużej dokładności, by po złożeniu wszystkie

warstwy idealnie do siebie pasowały i by nie

było żadnych przesunięć. Problem jest, bo

klisza przygotowana jest nie dla pojedynczej,

małej płytki, ale dla dużej formatki, zawiera−

jącej wiele płytek. Przed laty do wykonywa−

nia takich precyzyjnych klisz wykorzystywa−

no specjalne urządzenie, zwane fotoploterem

wektorowym. Fotoploter to duże, precyzyjne

i bardzo kosztowne urządzenie, działające

podobnie jak klasyczny ploter. Fotoploter

wektorowy zamiast pisaków z tuszem wyko−

rzystuje... plamki świetlne o różnych kształ−

tach i rozmiarach. Zawiera obrotową głowicę

(bęben) ze „slajdami”, czyli różnymi przesło−

nami. Zgodnie z nazwą „rysuje” obraz ście−

żek światłem na specjalnej kliszy fotogra−

ficznej. W sumie działanie fotoplotera jest

zbliżone do działania automatu wiertarskie−

go, tylko zamiast pojedynczych otworów fo−

toploter może zarówno „strzelać światłem”,

by naświetlić pojedyncze punkty, np. punkty

lutownicze, „ciągnąć” linie, przesuwając

plamkę o szerokości ścieżki, a także „malo−

wać” większe obszary za pomocą plamki

o mniejszej średnicy (takie tryby pracy nazy−

wa się odpowiednio flash , stroke i paint ). Jak

się słusznie domyślasz, plik do sterowania

fotoploterem jest bardzo podobny do wcze−

śniej omówionego pliku wiertarskiego.

Ważną sprawą w takim fotoploterze jest

liczba dostępnych kształtów i rozmiarów

Rys. 1

Rys. 2

Elektronika dla Wszystkich

Kurs Protela

plamek świetlnych, która wynika z liczby

„slajdów” – przesłon na bębnie. Jeśli dostęp−

na np. jest okrągła plamka o średnicy 100mil,

to można błyskawicznie naświetlić zarówno

punkty lutownicze o tej średnicy, jak i tak

szerokie ścieżki. Jednak do naświetlenia

punktu lub ścieżki o średnicy np. 115mil

trzeba wykorzystać inne, mniejsze plamki

świetlne i „namalować” je stopniowo.

Fotoploter powinien mieć jak najwięcej

kształtów i rozmiarów plamek świetlnych,

nazywanych aperturami. W praktyce każdy

fotoploter działający na opisywanej zasadzie,

czyli fotoploter wektorowy, miał liczbę aper−

tur ograniczoną do najwyżej kilkudziesięciu.

Tym samym program przygotowujący pliki

dla fotoplotera musiał inteligentnie dobrać

sposób naświetlania, by zlecone zadanie zre−

alizować za pomocą apertur dostępnych

w konkretnym fotoploterze, z którego korzy−

stał wytwórca płytek. Programowi takiemu

koniecznie trzeba było podać informacje

o aperturach dostępnych w konkretnym foto−

ploterze. Nawet popularny, stary Autotrax,

czy nawet Easytrax, potrafi stworzyć pliki

dla fotoplotera. A informacje o aperturach za−

warte są w pliku STANDARD.APT (ew. in−

nych z rozszerzeniem .apt).

Nie chodzi tu oczywiście o wiertła (ozna−

czane T01...), tylko o różne plamki świetlne.

Dla Twojej ciekawości podam, że różne plam−

ki świetlne zazwyczaj oznaczone są D11, D12,

D13,... Rysunek 3 pokazuje kluczowy frag−

ment listy apertur dostarczonej wraz z Autotra−

xem: STANDARD.APT (wstępna część pliku

to komentarz). Zawiera on informacje o 23

„standardowych” aperturach, które tak na−

prawdę wcale nie są standardowe − nie ma

stałego przypisania kształtu i wymiarów do

kodów Dxx. Każdy plik .apt może być inny.

Co ciekawe, D01...D10 zwykle rezerwuje

się nie na oznaczenie plamki świetlnej, tylko

polecenia:

komentarzem). W pliku

możesz także znaleźć

tzw. kody G, np. G54

(przygotuj zmianę narzę−

dzia), G04 (komentarz),

G01, G02, G03, F74,

G75 (rysowanie linii pro−

stych, łuków i okręgów), G91, G92 (współ−

rzędne bezwzględne i przyrostowe), kody M,

np. M02 (koniec rysowania), kody I oraz

J (przy rysowaniu łuków). Rysunek 5 poka−

zuje początek pliku dla fotoplotera do naryso−

wania ścieżek płytki Prostej centralki alar−

mowej zamieszczonej w numerze 10/2002,

wygenerowany za pomocą Autotraxa przy

wykorzystaniu STANDARD.APT. Natomiast

rysunek 6 pokazuje początek pliku wygene−

rowanego przez Protela przy domyślnych

ustawieniach (format 2.3, obcięcie zer z lewej

strony). Protel sam wygenerował listę apertur

i umieścił ją w pliku, wykorzystując odmianę

formatu (RS−274X; gdzie X od extended −

rozszerzony), pozwalającą na taką operację.

Ponieważ na początku dominujące znacze−

nie na rynku fotoploterów miała firma Gerber

( Gerber Scientific Instruments Company ),

przyjęto nazwę Gerber także dla formatu pli−

ków wyjściowych dla fotoploterów. Ściślej ta−

ki język zapisu (format) nazywa się RS−274.

Dziś w użyciu są różne odmiany standardu:

podstawowy RS−274D i rozszerzony RS−

274X. W każdym razie tak zwane pliki Gerbe−

ra ( Gerber files ) to pliki dla fotoplotera.

Przypominam: aby wygenerować plik

Gerbera dla fotoplotera wektorowego, trzeba

było poinformować program o dostępnych

aperturach.

Tak było kiedyś i wtedy doświadczeni

projektanci płytek znacznie obniżali koszty

naświetlania, stosując w swoich projektach

punkty i ścieżki, które łatwo można było na−

świetlić za pomocą dostępnych apertur. To

obszerne zagadnienie, którego nie będę oma−

wiał, bo problem... zniknął.

Z czasem zamiast fotoploterów wektoro−

wych z ograniczoną liczbą apertur pojawiły

się bowiem fotoplotery rastrowe, pracujące

na zasadzie podobnej do drukarki laserowej.

Zasada naświetlania kliszy się zmieniła, ale

nie zmienił się format plików Gerbera, wy−

wodzący się z fotoploterów wektorowych.

Nadal w jakiś sposób wykorzystywana jest

lista apertur (którą często zamieszcza się

w pliku roboczym, a nie oddzielnie), a za−

wartość pliku nadal określa współrzędne i ru−

chy plamek świetlnych. Zawsze mamy

w nim współrzędne (w osiach X, Y) oraz in−

formacje dotyczące narzędzi, choć tych na−

rzędzi w fotoploterze rastrowym nie ma.

Fotoploter we−

ktorowy wykonu−

je posłusznie ko−

lejne polecenia

z pliku, natomiast

fotoploter rastro−

wy musi najpierw

„przetłumaczyć”

zapis wektorowy

na postać potrzeb−

ną do naświetlenia

kliszy punkt po

punkcie, linia po

linii, podobnie jak

w drukarce lasero−

wej. Zwróć uwa−

gę, że w fotoplote−

rze rastrowym nie

ma ograniczenia

na liczbę i rozmia−

ry apertur, bo nie

ma rozmaitych

plamek świetl−

nych. Dlatego

nowsze programy

projektowe mogą

albo po staremu

korzystać z ze−

wnętrznej listy

apertur, albo też

generują własną,

związaną z wymiarami świeconych elementów.

Pamiętaj też, że program, np. Protel czy

Autotrax, dla każdej kliszy musi wytworzyć

oddzielny plik. W przypadku płytki dwustron−

nej są to trzy pliki (ścieżki od strony lutowa−

nia, ścieżki od strony elementów, opis). Zwy−

kle mają one taką sama nazwę i różne rozsze−

rzenia. Nie ma ściśle ustalonych rozszerzeń

dla plików Gerbera poszczególnych warstw.

Twórcy Protela proponują następujące rozsze−

rzenia, nawiązujące do nazw warstw:

Top Overlay.GTO

Bottom Overlay.GBO

Top Layer.GTL

Bottom Layer.GBL

Mid Layer 1.G1

Power Plane 1.GP1

Mechanical Layer 1.GM1

Drill Drawing.GDD

Drill Guide.GDG

Pad Master, Top.GPT

Pad Master, Bottom.GPB

Keep Out Layer.GKO

Tyle na temat plików Gerbera.

Rys. 6

Rys. 3

D01 – (draw) włącz

światło przy następ−

nym poleceniu

D02 – (move) wyłącz

światło

D03 – (flash) po na−

stępnej operacji błyśnij.

Znak gwiazdki *

(rzadziej dolara $) roz−

dziela poszczególne

rozkazy. Kody X,

Y określają współrzęd−

ne. Rysunek 4 pokazu−

je przykładowe polece−

nia z pliku fotoplotera

(z moim czerwonym

Rys. 4

Ciąg dalszy na stronie 37.

Elektronika dla Wszystkich

Rys. 5

Kurs Protela

Ciąg dalszy ze strony 29.

rzeczywiste urządzenie postscriptowe, albo

sterownik postscriptowy. Potem każdy pro−

gram Windows może wykorzystywać tę (wir−

tualną) drukarkę, która wytworzy pliki post−

scriptowe. Można też zainstalować i spróbo−

wać wykorzystać inne sterowniki, przezna−

czone do tworzenia plików PDF ( PDF Wri−

ter, Acrobat Distiller ).

Choć wykorzystywanie PostScriptu jest

coraz szersze, a plików Gerbera coraz mniej−

sze, nieprzypadkowo poświęciłem formatowi

RS−274 aż tyle uwagi. Przyczynę poznasz w

następnym odcinku, w kolejnym numerze

EdW.

Ostatnio zamiast fotoploterów do naświe−

tlania klisz wykorzystuje się naświetlarki

postscriptowe, które normalnie wykorzysty−

wane są do zupełnie innych celów, choćby do

naświetlania klisz dla drukarni. Wtedy plik

roboczy do wykonania kliszy nie ma nic

wspólnego z omówionym właśnie formatem

Gerber (RS−274), tylko jest to plik w znanym

i szeroko stosowanym formacie, a właściwie

języku PostScript. Aby korzystając z Protela

wytworzyć taki plik, nie wykorzystuje się

CAM Managera. W komputerze (nie w Pro−

telu, tylko w systemie Windows) należy zain−

stalować kolejną drukarkę, którą jest albo

Piotr Górecki

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: