Szinte minden fejlesztő csapat eljut egy olyan pontra, amikor meg kell tervezniük a PCB-jük kábelezését (nem huzalozását!), beleértve annak gyártási dokumentációját is. Sokféle megközelítéssel találkoztam már ennek a feladatnak a kezelésére. A dokumentáció elkészítésétől kezdve a szokásos irodai szoftverekben, például az MS Word-ben vagy a Visio-ban történő dokumentációkészítésen át a kábelkötegek AutoCAD-ben történő tervezéséig vagy a kábel- és kábelkötegtervezésre szolgáló speciális eszközök használatáig.
Az Altium Designer felhasználói körében érthető módon népszerű megközelítés, hogy a kábelköteg tervezéséhez közvetlenül a kapcsolási rajzszerkesztőt használják. Mivel nem erre a felhasználásra készült, a felhasználók számos akadályba ütköznek. A legfontosabb az, hogy maguk a vezetékek nem szerepelnek a BOM-ban, amelyet így kézzel kell létrehozni. Idővel persze a felhasználók megtalálták a módját, hogy ezt és más korlátozásokat is megkerüljenek [1]. A kábelkötegek tervezésének támogatása azonban még így is minimális a tervezési környezetben.
Ez megváltozott az Altium Designer 23 Pro-val, amelyben az Altium bevezetett egy új projekttípust - a Harness projektet [2], amely közvetlenül támogatja a kábelkötegek tervezését, beleértve azok teljes gyártási dokumentációjának generálását. A Harness projektek hozzáadása az Altium Designer-ben az úgynevezett Multi-board projektek fejlesztésének folytatása, amelyek lehetővé teszik, hogy több PCB assemblyt kezeljünk egy 3D-s munkaterületen. Ezek a Multi-board assemblyk board-to-board kapcsolatra voltak korlátozva, azaz arra az esetre, amikor az egyik PCB közvetlenül csatlakozik egy másik PCB-hez, például sorkapoccsal. Ez jelentősen korlátozta a Multi-board assemblyk használatát. A Harness projektek megszüntetik ez a korlátozást és lehetővé teszik, hogy boardok között kábelekkel létesítsünk kapcsolatot.
Wiring editor
Attól függően, hogy a Harness projektet önállóan vagy egy Multi-board projekt részeként hozzuk létre, a kábelezés elkészítési módja eltérő. Egy önálló Harness projekt esetében a felhasználó manuálisan vezérli a teljes tervezést. Abban az esetben, ha egy Harness projekt egy Multi-board projekt része, a projekthez tartozó kábelkötegek csatlakozói importálódnak a Harness Wiring Diagram-ba, és ezek a csatlakozók már jelzik a felhasználó számára (hasonlóan a be nem routeolt PCB-n lévő netekhez), hogy mely pineket kell összekötni, és a rendszer figyeli, hogy a Harness projekt ebből a szempontból megfelel-e a Multi-board projektnek.
A tényleges kábelezés kialakítása hasonló az áramkörök tervezéséhez a kapcsolási rajzszerkesztőben, azonban vannak olyan eltérések, amelyeket érdemes megjegyezni. A csatlakozók az Altium Designer könyvtárából származó szabványos alkatrészek, de a designerben lehetővé teszik a kapcsolódó alkatrészek (pl. a csatlakozó különálló komponensei, amelyeket a csatlakozó rögzítésére használnak) és a krimpek meghatározását. Ezek szintén külön különálló alkatrészek, de ebben az esetben közvetlenül a csatlakozó egy adott (pl. a krimpeléshez használt) pinjéhez vannak kötve.
A kábelezésben is vannak különbségek. Minden vezetéknek saját paraméterei vannak, mint például a szín, a keresztmetszeti terület és a beszerzési szám. És ezen beszerzési számok szerepelni fognak a BOM-ban. Egy könyvtárból is beilleszthetők alkatrészként, ahol minden paraméterük előre meg van határozva.
A Harness Cable objektummal egy kábelbe tudjuk foglalni a vezetékeket, amely ismét szerepel a BOM-ban (csak a kábel, a különálló vezetékek, amelyek a kábelt alkotják, már nem szerepelnek a BOM-ban). Egy hagyományos PCB projekt kapcsolási rajzában több vezeték összekötését egy csomópont ábrázolja, amelynek nincs fizikai megjelenítése a PCB-n. Egy Harness projekt kábelezési szerkesztőjében ezt a vezetékkapcsolatot egy Splice objektum reprezentálja (lásd SPL1-től SPL5-ig a kábelezési diagramon), amely több vezeték fizikai összekapcsolására használt terminal blokkokat reprezentálja.
A designer támogatja az árnyékolt és csavart érpárok ábrázolását is, illetve a vezetékek elágazására krimpekkel (a Splice objektum egy másik típusa).
Egy egyszerű kábelköteg vezetékezése Splice-ok segítségével:
Layout editor
A Harness Layout editor célja a kábelköteg fizikai elrendezésének rögzítése. Ezért a kábelköteg tervét a sémából importálja a layout editorba. A sémából automatikusan importálja az összes használt csatlakozót a layout editorba, amelyek a csatlakozási pontok (CP) csomópontjaival végződnek, ahol az összes vezeték vagy kábel kezdődik és végződik. A layout megtervezése a tényleges CP layoutjának létrehozásából áll, ahogyan az a valódi kábelköteghez készül. Ha például egy kábel egy bizonyos ponton elágazik, akkor további CP-ket (pl. CP1 terminál az alábbi layouton) kell manuálisan hozzáadni a layouthoz, hogy a kábelt külön szakaszokra (L1, L2 és L3) osszuk, miközben mindegyiknek egyedi hossza van. Ezek ezután külön-külön szerepelnek az eredményül kapott BOM-ban, valamint a CP-hez tartozó csatlakozóblokkban. Ha a csatlakozóból több kábel vagy egyedi vezeték vezet ki, akkor minden egyes kábelhez vagy vezetékhez megfelelő számú CP-t kell társítani a csatlakozóhoz (lásd P3).
A layout lehetővé teszi az egyes szakaszok hosszának meghatározását, valamint Label-ek hozzáadását, amelyek külön entitásként jelennek meg a BOM-ban. Lehetőség van úgynevezett Harness Covering (pl. zsugorcső) hozzáadására is a kívánt helyeken.
A kábelköteg layout editorja:
A kábelköteg gyártási célú jobb dokumentálása érdekében a layout editor lehetővé teszi a csatlakozók nézetének megváltoztatását az alapértelmezett kapcsolási rajz szimbólumról a fizikai nézetükre (akár egyszerre több nézet különböző oldalról), amely a csatlakozó 3D modelljéből rajzolódik ki az alkatrészkönyvtárból. Ugyanaz a könyvtár kerül felhasználásra, mint a PCB tervezéshez.
Fizikai nézetre állított opcionális csatlakozó nézet a layout editorban (3D footprint modell):
Gyártási dokumentáció
A tervezett kábelköteg dokumentációjának elkészítési módja megegyezik egy PCB projektjével. Az BOM-ot az ActiveBOM szerkesztő biztosítja, amely tartalmazza az összes
• felhasznált csatlakozókat és a hozzájuk tartozó alkatrészeket,
• illesztések és a felhasznált krimpelőhüvelyek,
• az összekötő vezetékek és kábelek, beleértve azok hosszát is,
• kábelhüvelyek és tömlők, valamint
• címkék.
Ezenkívül az ActiveBOM-ot minden olyan további anyag hozzáadására használják, amely nem szerepel más Harness projektdokumentumokban. Ilyen lehet például a telepítéshez szükséges csomagolás vagy eldobható anyagok.
A dokumentáció fő része a Draftsman-ben készül, kimenete a kábelköteg gyártási rajza. A rajz úgynevezett View-k formájában jön létre, amelyek a kábelköteg tervének megjelenését a sematikus és a layout editorból a Draftsman-be viszik át. Ezek a nézetek tovább bővülnek méretekkel, leíró jelölésekkel (callout) és szöveges megjegyzésekkel. Ezen kívül a Draftsman külön vezetéklista és kapcsolási táblázat nézeteket kínál, amelyek hozzáadják a vezetékcsatlakozások kezdő és végpontjainak összefoglalóját, valamint az egyes kábelköteg-csatlakozók bekötésének módjára vonatkozó információkat. Mindkét esetben a táblázat tartalmazza a szükséges vezetékhosszokat. Ezek a táblázatok az egyedi rajzokkal együtt tehát a gyártás kulcsfontosságú utasításai.
Az Altium Designer PCB projektekhez hasonlóan a Harness Editor-ban bármikor importálhatja a módosított adatokat a Draftsman dokumentumba, hogy a dokumentációt naprakészen tartsa.
A kábelköteg kimeneti dokumentációjának tényleges exportálása a többi projekttípushoz hasonlóan szintén egy Output Job segítségével történik. Az Output Job fájl tartalmazza az összes konfigurációt, például a szükséges neveket és kimeneti fájlformátumokat. A projekt szerkesztése után az összes dokumentáció exportálása tehát csak az Output Job futtatásának kérdése.
Kábelköteg gyártási dokumentáció a Draftsman szerkesztőből.
A kábelkötegek 3D-s vizualizációja
Sem a Harness projekt, sem az Altium Designer 23 Pro Multi-board projektjei nem tartalmazzák a kábelköteg 3D modelljének létrehozásának lehetőségét. A Harness Design fejlesztése során az Altium összegyűjtötte a felhasználóktól származó információkat, és arra a következtetésre jutott, hogy a felhasználóknak szükségük van a kábel alakjának modellezésére a mechanikai CAD rendszerekben létrehozott összetett mechanikai struktúráknak (kanyarok, átmenetek, rögzítési pontok, összeszerelési utasítások dokumentálása stb.) megfelelően. Ahelyett, hogy egy hasonló környezetet duplikáltak volna az Altium Designer-ben, úgy döntöttek, hogy a Harness projektinformációkat a meglévő Altium MCAD CoDesigner eszközön keresztül importálják a mechanikai CAD rendszerbe. Ez kétirányú adatátvitelt biztosít az Altium Designer-ből a kiválasztott MCAD-környezetekbe az Altium 365 felhőplatformon keresztül. Az Altium Designer Pro 23 ezzel az eszközzel importálhatja a teljes kábelköteg adatait a PTC Creo® környezetbe, ahol a kábelköteg szerkeszthető 3D modellje jön létre. A mechanikai tervező ezután elvégzi a szükséges alakítást az eszköz specifikációinak megfelelően.
Más mechanikai CAD-ek támogatása a jövőbeni kiadásokban kerül implementálásra.
A kábelköteg 3D modellje PTC Creo®-ban, az Altium MCAD CoDesigner segítségével történő átvitellel készült.
Végszó
Az Altium jelenleg minden egyes verzió kiadásakor továbbfejleszti a Harness Design-t a felhasználói visszajelzéseknek megfelelően, hogy lefedje a gyakorlatban történő használat során felmerülő különböző egyedi eseteket.
A Harness projekteknek az Altium Designer Pro-hoz való hozzáadása olyan egységes környezetet biztosít a csapatok számára, amelyben mind a PCB-ket, mind a több PCB-ből álló, teljes értékű összeállításokat tervezhetik, beleértve a megfelelő kábelcsatlakozásokat is. Mindezek a tervek összekapcsolódnak, így például az egyik PCB-n lévő csatlakozó vezetékezésének módosítása könnyen szinkronizálható annak a szerelvénynek a tervezésével, ahol a PCB található, és így ezt követően a megfelelő kábelcsatlakozó vezetékezésével is. Ez jelentősen kiküszöböli a hibák előfordulását a teljes tervezési folyamaton belül, amit az összes fent említett projekttípus automatizált ellenőrzése, valamint a gyártási dokumentumok és a kimeneti dokumentáció egységes elkészítése is segít.
[1] Cable Harness Design Overview in Altium Designer, Nine Dot Connects,
https://www.ninedotconnects.com/video-altium-cable-harness-design
[2] Hivatalos dokumentáció, Harness projects in Altium Designer, https://www.altium.com/documentation/altium-designer/harness-design
Fordította: Budai Gábor
![Hogyan válasszunk oszcilloszkópot vásárlás előtt [II. rész]](https://www.ccontrols.hu/media/wysiwyg/Blog/13.jpg)
Leave a Reply