Criando componentes no Altium

Altium

No tópico de hoje aprenderemos um pouco sobre o Altium Designer, que é uma das ferramentas mais utilizadas nas empresas para criação de esquemas elétricos e placas de circuito impresso.

Criado pelo Australiano Nick Martin em 1985, sua primeira versão era chamada de Protel e seu slogan era: “Making Electronic Design Easy”. O nome Altium Designer foi colocado em produto apenas em 2006, com a versão Altium Designer 6. A versão mais recente do Altium é a 16.1.7 e você pode baixá-la para teste no site do fabricante.

Um ponto negativo que o Altium apresenta é a falta de componentes no seu repositório. O fabricante até disponibiliza em seu site uma biblioteca de pouco mais de 300 MB, mas mesmo assim muitos componentes que vocês forem utilizar nos projetos não estarão na biblioteca e a solução será criá-los. Então, mãos á obra!

Para criar os componentes estarei utilizando o Altium Designer 15. Vamos criar dois tipos de componentes, PTH (Pin Through Hole) e SMD (Surface Mounting Device).

Chega de conversa e mãos na massa! Vamos iniciar criando um projeto novo, clique em File->New->Project… e nomeie o seu projeto. Agora vamos criar as nossas bibliotecas de componentes, uma onde ficarão os símbolos nos nossos componentes e outra onde ficarão os footprints dos nossos componentes. Para isso clique com o botão direito em cima do nome do projeto na aba Projects do lado esquerdo da tela e vá em Add New to Project->Schematic Library, salve e nomeie sua biblioteca de símbolos. Agora clique com o botão direito novamente no nome do projeto e vá em Add New to Project->PCB Library, salve e nomeie sua biblioteca de footprints.

Primeiro componente: Transistor BC-547 (PTH)

Vamos desenhar o símbolo de um transistor conforme a figura abaixo:

Símbolo de um transistor no Altium
Figura 1: Símbolo de um transistor.

Clique em Place Line na barra de ferramentas e desenhe um traço vertical (Figura 2).

Linha vertical no Altium
Figura 2: Linha vertical.

Depois faça dois traços em 45°, segure a tecla Ctrl para uma melhor precisão ao desenhar as linhas (Figura 3).

Linhas desenhadas em 45° no Altium
Figura 3: Linhas desenhadas em 45°.

Agora clique em Place Polygon e crie um polígono com formato de triângulo representando a seta do emissor do transistor (Figura 4).

Polygon em forma de triângulo no Altium
Figura 4: Polygon em forma de triângulo.

O último passo para criar o símbolo do nosso componente é colocar os pinos para que possam ser conectados em um circuito elétrico. Para isso clique em Place Pin e coloque os pinos referente ao Coletor, Base e Emissor do nosso transistor BC-547 (Figura 5). Você pode usar a tecla de atalho Espaço para rotacionar o pino.

Colocando os pinos Coletor, Base e Emissor no Altium
Figura 5: Colocando os pinos Coletor, Base e Emissor.

Dê um duplo clique nos pinos para entrar nas propriedades do componente. Na propriedade Display Name deixe em branco e coloque a letra referente ao pino do transistor em Designator (B – Base, C – Coletor e E – Emissor). Pronto! Temos o símbolo do transistor, agora salve e vamos criar o footprint do componente.

A figura abaixo (Figura 6) foi retirada do datasheet do transistor BC-547 para que possamos fazer o correto dimensionamento do componente que estamos criando.

Dimensões do transistor BC-547 no Altium
Figura 6: Dimensões do transistor BC-547.

Dessas informações, utilizaremos a espessura dos terminais e a distância entre eles para desenharmos o contato elétrico do componente na placa e as medidas do corpo do transistor para desenharmos a máscara do componente na placa.

Por padrão a unidade de medida do Altium é a mil, então vamos mudar a unidade de medida para mm. Basta apertar a tecla de atalho “Q” para mudar de unidade.

Agora vamos zerar as coordenadas x e y em um ponto que será nosso primeiro pad para ficar mais fácil de referenciar um pad do outro. Clique em Edit->Set Reference->Location, agora selecione um ponto da tela e dê um clique, nesse ponto as coordenadas x e y serão zeradas.

Clique em Place Pad e coloque no mesmo ponto da nossa referência (Figura 7), agora dê um duplo clique no pad e note as coordenadas X e Y zeradas. Ainda nessa tela temos a propriedade Hole Size, aqui colocamos a espessura do terminal do transistor, aliás, um pouco maior que a espessura para melhor encaixar o componente na placa. No datasheeet a espessura é 0.38mm, vamos setar com 0.50mm.

Primeiro pad do transistor
Figura 7: Primeiro pad do transistor.

Na propriedade Size and Shape informamos a espessura do pad na placa, onde soldaremos o componente. Aqui deixamos com 1mm, na propriedade designator colocaremos a letra referente ao primeiro terminal do transistor, no caso C.

Agora vamos colocar o segundo pad, clicamos em Place Pad e colocaremos ao lado do primeiro pad. Dê um duplo clique no segundo pad e na propriedade Location X colocamos o valor da distância entre os pinos informado no datasheet, que é 1.27mm. Nas propriedades Hole Size, Size and Shape colocamos os mesmos valores do primeiro pad e na propriedade Designator colocamos a letra B, que se refere ao segundo pino do transistor (Figura 8).

Segundo pad do transistor no Altium
Figura 8: Segundo pad do transistor.

Para o terceiro pad é só repetirmos o mesmo procedimento, aí no Location X colocamos 2.54, que é a distância entre o pad 3 e o pad 1. E em Designator colocamos a letra E (Figura 9).

Terceiro pad do transistor no Altium
Figura 9: Terceiro pad do transistor.

Finalizamos os pads do componente, agora vamos desenhar a máscara do componente. Para isso vamos setar a Location no pino 2, para ficar no centro do componente. Agora vamos selecionar a layer Top Overlay, (fica no inferior da tela) que se refere ao silk do componente na placa. Vamos desenhar uma linha (Place Line) embaixo dos pads e setar a Location Y (Duplo clique na linha) Start e End em -1.02mm (valor informado no datasheet) e a Location X Start em -1.8mm e End em 1.8. Esse valor se refere ao comprimento do componente no datasheet (3.6mm). Como setamos a referência no meio do componente, então colocamos a metade desse valor em negativo para o início da linha e a outra metade desse valor em positivo para o final da linha (Figura 10).

Desenhando a máscara do transistor no Altium
Figura 10: Desenhando a máscara do transistor.

Agora vamos clicar em Place Arc by Center e depois, no centro do componente, onde está nossa referência, agora desenhamos o círculo de uma ponta a outra do componente (Figura 11), não importando com o tamanho, pois setaremos dando um duplo clique no círculo. Na propriedade Radius colocaremos o valor 2.29mm (valor informado no datasheet).

Desenhando o arco da máscara do transistor no Altium
Figura 11: Desenhando o arco da máscara do transistor.

Agora desenharemos uma linha (Place Line) no início do arco até o início da linha e outra linha no final do arco até o final da linha (Figura 12).

Finalizando a máscara do transistor no Altium
Figura 12: Finalizando a máscara do transistor.

E aí está nosso componente finalizado! Mas para ficar ainda mais interessante, vamos inserir um desenho 3D de um transistor! Para isso, existe um site com uma enorme variedade de componentes 3D, chamado 3DContentCentral, onde você pode fazer o cadastro (que é FREE!) e baixar os componentes 3D para implementar suas placas. No site buscaremos pelo encapsulamento do transistor BC-547, que é TO-92. Depois de encontrar o componente, baixe em formato Step AP214. Pronto! Já temos nosso componente baixado, agora é só inserir no nosso desenho. Para isso, no footprint do componente criado clicamos em Place->3D Body, na opção 3D Model Type selecionamos Generic Step Model e depois clicamos em Embed Step Model e procuramos o arquivo salvo no computador. Se o componente 3D estiver numa posição diferente do footprint podemos setar as propriedades dos eixos X, Y e Z dando um duplo clique no componente 3D. E é isso, finalizamos nosso primeiro componente (Figura 13).

Transistor em 3D no Altium
Figura 13: Transistor em 3D.

Para vincularmos o footprint com o símbolo, clicamos em Tools->Add->Footprint, aí selecionamos o footprint na biblioteca que criamos. Para nomearmos nosso componente clicamos em Tools->Rename Component. Para criarmos outro componente dentro da biblioteca que criamos, clicamos em Tools->New Component.

Vamos para o segundo?

Segundo componente: Regulador de Tensão AMS1117 (SMD)

Para esse componente vamos desenhar o seguinte símbolo (Figura 14):

Símbolo de um C.I. Regulador de Tensão AMS1117 no Altium
Figura 14: Símbolo de um C.I. Regulador de Tensão AMS1117

Clique em Place Rectangle e faça um retângulo (Figura 15).

Desenhando o retângulo do nosso componente no Altium
Figura 15: Desenhando o retângulo do nosso componente.

Agora colocaremos os pinos, clique em Place Pin e coloque os três pinos referente à Tensão de Entrada, Tensão de Saída e Gnd (Figura 16).

Colocando os pinos do regulador no Altium
Figura 16: Colocando os pinos do regulador.

Se quiser você pode dar um duplo clique e mudar a propriedade Display Name para Vin, Vout e GND (Figura 17).

Nomeando os pinos no Altium
Figura 17: Nomeando os pinos.

Na propriedade Designator coloque 1 para GND, 2 para Tensão de Saída e 3 para Tensão de Entrada. Pronto! Esse foi bem mais rápido, já temos o símbolo do nosso componente. Agora vamos para o footprint.

Dimensões do AMS1117
Figura 18: Dimensões do AMS1117.

Vamos analisar o datasheet para verificar as dimensões (Figura 18).

Zere a referência conforme aprendido no componente anterior, clique em Place Pad e coloque na nossa referência (Figura 19).

Primeiro pad do regulador no Altium
Figura 19: Primeiro pad do regulador.

Agora dê um duplo clique e mude a propriedade Layer para Top Layer (por ser componente SMD então não precisa ter furo na placa para soldar), mude a propriedade Shape para Rectangular e nas propriedades X-Size e Y-Size coloque 0.70mm, sendo que o valor informado no datasheet é 0.64mm – 0.84mm (Figura 20).

Configurando pad para top layer no Altium
Figura 20: Configurando pad para top layer.

No Designator coloque o número do pino referente ao número que foi colocado no símbolo, no nosso caso, 1. Agora para o segundo pad repita esse procedimento e coloque a distância entre os pads em 2.29mm, valor informado no datasheet (Figura 21).

Segundo pad do regulador no Altium
Figura 21: Segundo pad do regulador.

No Designator desse pad coloque o número 2. Para o terceiro pad, faça o mesmo procedimento e não se esqueça de colocar a distância entre os pinos correta e o Designator, número 3 (Figura 22).

Terceiro pad no Altium
Figura 22: Terceiro pad.

Agora para fazer o pad que fica em cima do CI que também é GND, as propriedades são: Location Y em 5.3mm com a referência no pino 2. Location X em 0, X-Size em 2.95mm, Y-Size em 2.5mm, Shape em Rectangular, Layer em Top Layer e Designator 1. Já a máscara para esse componente, apenas desenhamos em Top Overlay um retângulo envolvendo o componente (Figura 23).

Componente finalizado no Altium
Figura 23: Componente finalizado.

Para inserirmos um componente 3D, seguimos os mesmos passos do primeiro componente que criamos, pesquisando no site 3DContentCentral pelo encapsulamento SOT-223. E finalizamos nosso segundo componente (Figura 24)!

Regulador em 3D no Altium
Figura 24: Regulador em 3D.

Repita o mesmo procedimento do transistor para vincular o footprint do regulador com seu símbolo.

Um atributo importante que o Altium tem é o de poder carregar informações do datasheet do componente, como corrente, tensão, encapsulamento, entre outras, através de uma ferramenta chamada Supplier, onde você vincula o componente que foi criado com as informações presentes na base de dados de componentes de uma distribuidora como Digi-key, Mouser, Newark, Farnell, entre outras, podendo até saber se há o componente que você está criando e quanto há em estoque!

Vamos implementar esse atributo no primeiro componente que criamos, o transistor BC-547. Para isso, clicamos em System->Libraries no canto inferior direito da tela e com o botão direito clicamos no nosso componente e selecionamos Edit Component (Figura 25).

Selecionando o componente criado na Library no Altium
Figura 25: Selecionando o componente criado na Library.

Agora clique em System->Supplier Search e no campo keywords digite bc547. Aparecerão várias opções de transistores, escolha uma, clique com o botão direito em cima do componente e selecione a primeira opção para vincular as informações com o componente criado (Figura 26).

Vinculando componente do Supplier no componente criado no Altium
Figura 26: Vinculando componente do Supplier no componente criado.

Para ver as informações que foram vinculadas com o nosso componente, clique com o botão direito na tela de edição do transistor e selecione Supplier Link (Figura 27) .

Verificando dados carregados do Supplier no Altium
Figura 27: Verificando dados carregados do Supplier.

Aparecerão todos os dados que existem na base de dados desse componente na distribuidora de componentes que escolhemos (Figura 28).

Dados carregados do Supplier no Altium
Figura 28: Dados carregados do Supplier.

Para implementarmos essa ferramenta no Regulador de Tensão que criamos, bastar seguir os mesmos procedimentos que fizemos com o Transistor.

E fim, terminamos aqui nosso artigo! Aprendemos como desenhar dois tipos de componentes: PTH e SMD, com essas informações podemos criar qualquer outro componente, sempre analisando o datasheet para o correto dimensionamento dos terminais e máscara do componente.

Boa sorte a todos e continuem estudando e aprendendo mais e mais!

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Igor Xavier dos Santos Xavier
Igor Xavier
23/02/2018 12:08

Bom dia!
Existe a possibilidade de editar um componente?
Estou encontrando uma dificuldade, pois na biblioteca aqui na empresa o “Desing Item ID” dos componentes está com o mesmo nome e acredito ser isso que faz com que ao entrar no ambiente de PCB os footprint acabam ficando o mesmo, independente do componente.

David Blaise Pascal
David Blaise Pascal
25/05/2016 11:06

Pessoal, dizer que o Altium tem um ponto negativo pela falta de componentes em suas libraries nativas, demonstra no mínimo falta de conhecimento sobre tudo o que oferece a ferramenta. O Altium disponibiliza o Altium Design Content ( https://designcontent.live.altium.com ), onde existe um vasto banco de dados com componentes de todos os fabricantes, que é atualizado com frequencia. Fora as ferramentas de importação, onde por exemplo é possível importar bibliotecas de outros ECADs. Quando se trabalha profissionalmente com a ferramenta, criar componentes para o projeto não trás nenhum obstáculo.

Luiz Fernando Palarmini
Luiz Fernando Palarmini
Reply to  David Blaise Pascal
25/05/2016 20:38

Boa noite David, obrigado por compartilhar seu conhecimento com a comunidade.

Renato Ferreira
Renato Ferreira
23/05/2016 18:59

Muito bom! O Altium realmente é uma ferramenta muito boa. Peca pela
falta de componentes, o que nos leva a perder tempo na elaboração da
biblioteca ou procura dos componentes. Ele possui ferramentas para
construção do modelo 3D simplificado, que agiliza o processo. O recurso
do 3D ContentCentral uso mais para a presentação da placa em 3D, que no
Altium dá um banho nos programas de PCB mais populares. Realmente você
vê sua placa pronta. Outros sites com bastante arquivos step são:
http://www.tracepartsonline.net, grabcad.com e octopart.com entre
outros.

Luiz Fernando Palarmini
Luiz Fernando Palarmini
Reply to  Renato Ferreira
25/05/2016 20:41

Obrigado Renato. O que mais gosto dele é visualizar a placa pronta no final e depois importar para o Solid Works para juntar a eletrônica com a mecânica do projeto, fica muito show!

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